2020年8月的極端天氣背後是什麼？氣候變遷與厄運

2020 年 8 月對美國大片地區來說是災難性的一個月：隨著強大的颶風勞拉於 8 月 27 日席捲美國墨西哥灣沿岸，加州的大火繼續燃燒。同時，農民仍在評估 8 月 10 日「derecho」（一場突然的颶風強度風暴）對中西部農作物造成的大範圍損害。

這些極端天氣事件中的每一個都是特定的大氣條件（勞拉的情況是海洋條件）的結果。在某種程度上，美國接連遭受這些事件的打擊只是運氣不好。但對於其中一些事件，例如強烈的颶風和更頻繁的野火，科學家長期以來一直警告說，氣候變遷一直在為災難埋下伏筆。

科學新聞仔細研究導致這些極端天氣事件的原因，以及人為造成的氣候變遷在每種極端天氣事件中發揮作用的程度。

加州山火

8月15日至19日期間，一場「乾閃電」風暴產生了近11,000次閃電，在加州各地引發了毀滅性的野火。迄今為止，這些火災已燒毀面積超過 52 萬公頃。

加州大學洛杉磯分校環境與永續發展研究所的氣候科學家 Daniel Swain 表示，「即使在過去幾年裡，這也是一個令人難以置信的數字」。

風暴本身是一系列特殊的、不尋常的情況造成的。但該地區已經為火災做好了準備，美國西部地區持續的、破紀錄的熱浪引發了火災——包括死亡谷是地球上有史以來測量到的最熱溫度之一加州——以及該地區的極度乾燥（序號：8/17/20）。斯溫說，這些條件都帶有氣候變遷的痕跡。

他補充說，極度乾燥尤為關鍵。 “這不僅僅是增量；而是增量。”這絕對重要如何是乾的。您不只是將開關從“乾燥到足以燃燒”切換到“不乾燥到足以燃燒”。有一個很寬的梯度，直到乾燥到足以爆炸。

由於氣候變化，加州的平均炎熱和乾燥都變得更加嚴重，大大增加了極端野火的可能性。在 8 月 20 日的一項研究中環境研究快報Swain 及其同事指出，在過去 40 年裡，全州秋季平均氣溫上升了約 1 攝氏度，全州降水量下降了約 30%。反過來，這有秋季天數增加了一倍多他們發現，自 20 世紀 80 年代初以來，火災天氣條件極為惡劣。

斯溫說，儘管加州秋季火災往往更多是由風引起的，而夏季火災更多是由熱引起的，但研究表明，這兩種火災都存在氣候變遷的痕跡。 “其中許多內容與科學家提出的長期發展前景非常一致。”

雖然舞台是由氣候決定的，但最近火災的具體觸發因素是一場「乾閃電」風暴，這是由兩個關鍵條件奇怪地結合造成的，這兩種條件本身在該地區和一年中的時間都是罕見的。 「『怪異風暴』不會太遙遠，」斯溫說。

第一個是來自遙遠南方的熱帶風暴福斯託的一股濕氣，它成功地乘風向北移動到加利福尼亞州，並提供了足夠的濕氣來形成雲。第二個是一個小的大氣波動，是索諾蘭沙漠中古老的雷暴複合體的殘餘物。斯溫說，這種漣漪足以啟動大氣中的混合；這種垂直運動是雷暴的關鍵。由此產生的雲層雖然暴風雨，但非常高，其底部至少離地面 3,000 公尺。它們產生了大量的閃電，但大部分雨水都會在漫長乾燥的下降過程中蒸發。

斯溫說，氣候變遷與導致如此乾燥的雷暴的條件之間可能存在的聯繫「很難釐清」。 “這種情況一開始就很少見，而且從天氣角度來看也沒有很好地建模。”

但是，他補充道，“我們知道背景條件中存在氣候信號，使得這一罕見事件產生了它所造成的結果。”

中西部右翼

8 月 10 日，一場猛烈的颶風在短短 14 小時內移動了 1,200 多公里，從南達科他州東部到俄亥俄州西部留下了一條毀滅性的道路。

這場風暴被稱為“derecho”，大致翻譯為“直線前進”。這些風暴的風力可​​與颶風或龍捲風相媲美，但會朝一個方向前進而不是旋轉。根據定義，德雷喬會產生至少每小時 93 公里的持續風（類似熱帶風暴強度的狂風），幾乎連續地持續至少 400 公里。他們的力量同樣具有毀滅性：八月的德雷喬夷平了數百萬公頃的農作物，連根拔起樹木，損壞了房屋，掀翻了卡車，並使數十萬人斷電。

位於錫達福爾斯的北愛荷華大學的氣象學家艾倫·查爾內茨基 (Alan Czarnetzki) 表示，中西部地區以前曾發生過很多次暴雨。 Czarnetzki 指出，這一事件的重要性和不同尋常之處在於它的強度和規模，而且它甚至讓研究人員感到驚訝。

德雷喬斯起源於中尺度對流系統——一個巨大的、有組織的雷雲系統，是許多不同類型風暴（包括颶風和龍捲風）的基本組成部分。然而，與更為人所知的旋轉超級單體不同，雷回是由快速移動的雷暴長帶形成的，有時被稱為颮線。事後看來，derechos 很容易辨識。除了長度和強度條件外，德雷科斯在雷達影像上還具有獨特的弓狀形狀；這一場風暴看起來就像是把箭瞄準了東方。

但風暴的預測要困難得多，因為導致風暴形成的條件可能非常微妙。總的來說，對這些風暴的研究比對它們更戲劇性的表親龍捲風的研究要少。 「我們必須依靠態勢感知，」查爾內茨基說。 “就像人一樣，有時你可能會因出身卑微而引發一場特殊的風暴。”

8 月 10 日的德雷喬天氣特別長且強勁，一些地方的持續風速高達每小時 160 公里（每小時 100 英里）。儘管如此，如此強烈的 derecho 並非聞所未聞，Czarnetzki 說。 “可能每隔十年你就會看到如此強烈的東西。”

然而，很難說這種強烈的反雷現像是否會因氣候變遷而變得更加普遍或更少。氣候變遷的一些預期影響，例如地球表面變暖，可能會透過增加大氣的不穩定性來增加更多更強的德雷回波的可能性。但查爾內茨基說，大氣層暖化也可能是氣候變遷的結果，同樣會增加大氣的穩定性。 “這是一個簡單的問題，但答案卻不確定。”

大西洋颶風

勞拉颶風於 8 月 27 日凌晨在路易斯安那州上岸，為 4 級颶風，持續風速約為每小時 240 公里（150 英里）。就在兩天前，這場風暴還是一級風暴。

大西洋颶風季已經創下了多項新紀錄，國家海洋暨大氣總署預測多達 25 個命名風暴，該機構有史以來的最高預期（序號：8/7/20）。

目前，2005年仍保持著這項紀錄。最著名的風暴在特定季節 28 歲時在大西洋實際形成（序號：2018 年 8 月 22 日）。但 2020 年可能會超過這項紀錄。截至 8 月 26 日，大西洋已形成 13 場命名風暴，為 9 月以來最多的風暴。

上週，研究人員思考是否會出現另一種極不尋常的情況。隨著勞拉的路徑向南移動，遠離佛羅裡達州，熱帶風暴馬可似乎即將進入身後的墨西哥灣。這可能引發了一種稱為「物理相互作用」的物理相互作用。藤原效應，其中強風暴可能會進一步增強，因為它吸收了較小風暴的能量。在這一系列極端天氣中，馬可反而消散了，這也許是運氣好。

隨著颶風勞拉接近登陸，美國國家颶風中心警告「無法生存」的風暴潮高達五公尺的海水可能會淹沒德州和路易斯安那州部分地區的墨西哥灣沿岸。風暴潮是指由於風暴導致海水水位在正常潮水水位之上上升的高度。

不可能將任何一場風暴的猛烈歸因於氣候變化，但科學家觀察到，在統計上，兩者之間有顯著的關聯。海水暖化和颶風強度。氣候變遷導致大西洋海水變暖2017年的颶風，包括艾爾瑪和瑪麗亞，研究人員發現（序號：2018 年 9 月 28 日）。

近年來，墨西哥灣如沐浴般的水域尤其加劇了幾起颶風。以2018年為例，颶風邁可在撞擊佛羅裡達州狹長地帶之前迅速增強（序號：10/10/18）。 2005年，颶風卡崔娜颶風麗塔在登陸前也做了同樣的事情（序號: 9/13/05）。

至於勞拉，其迅速增強的一個因素是它旋轉穿過海灣時風切的下降。風切是風速和/或風向隨高度變化的變化，可能會破壞風暴的結構，使其失去部分威力。但海灣的海水溫度高於平均水平，在某些地方接近 32.2°C（90°F），也是風暴突然增強的關鍵。科學家表示，氣候變遷也導致海洋變暖，為超強風暴奠定了基礎。