8 月 25 日星期四，卡崔娜颶風肆虐，美國東南部海岸的居民鬆了一口氣。這場風暴以弱颶風形式掠過邁阿密，評級僅為1 級至5 級的1 級風暴。到來。風暴向西移動時從溫暖的墨西哥灣水域吸取了能量，膨脹成5級颶風，然後稍微減弱，然後以4級颶風的身份猛烈襲擊密西西比海岸。大量的降雨和洶湧的海水淹沒了防洪措施，並沖垮了附近龐恰特雷恩湖的堤壩，使新奧爾良的水深達到 20 英尺，使這座城市陷入混亂。
卡崔娜颶風的猛烈程度讓許多人質疑這場巨型風暴是否純粹是偶然造成的，還是更持久的原因──全球暖化。儘管眾所周知，颶風的數量和強度會自然變化，有些年份會產生許多猛烈的颶風，而另一些年份則幾乎沒有，但卡崔娜颶風並不是近年來唯一具有特殊破壞性的事件。 1992 年，安德魯颶風名列榜首，成為當時有史以來損失最慘重的美國颶風，給佛羅裡達州造成了 2500 萬美元的損失，而卡崔娜颶風肯定會打破這一紀錄。
此外，根據美國國家海洋暨大氣總署 (NOAA) 的數據，自 1995 年以來，熱帶大西洋的颶風數量一直在增加。 2004年，佛羅裡達州遭遇了118年來最嚴重的颶風季節，共有9次颶風，其中5次為特級颶風。美國國家海洋暨大氣總署 (NOAA) 預測 2005 年該地區的颶風季節將再次高於平均值。
對於工業和汽車排放二氧化碳和其他溫室氣體引起的氣候變遷是否推動了這些統計數據，科學家們存在分歧。大多數氣候科學家表示，影響洋流和大氣溫度的自然週期性現象（例如太平洋的厄爾尼諾現象和北大西洋濤動）會導致颶風總數數十年的波動，而這與颶風總數無關。一些研究人員表示，這些現像也是觀察到的所有風暴強度變化的原因。
但許多其他氣候科學家現在指出，全球暖化是全球颶風日益兇猛的罪魁禍首。科學理論和電腦模型都預測，隨著人類活動使世界變暖，海面溫度升高將助長颶風，增加風速和降雨量。現在，一些新的研究表明，氣候變遷已經使颶風變得更強。
許多科學家預測，風暴暴力的增加將對沿海社區產生影響。
醞釀一場風暴
颶風從海洋水分和熱中獲得破壞力。隨著海洋和大氣變暖，更多的水從海洋表面蒸發。當水分到達涼爽的高層大氣時，它會凝結，釋放出最初蒸發它的能量。新澤西州普林斯頓 NOAA 地球物理流體動力學實驗室的氣象學家 Tom Knutson 表示，這種「潛熱」為日益嚴重的風暴提供了動力
劍橋麻省理工學院的克里·伊曼紐爾表示，海面溫度的升高以及蒸發的水上升到大氣層的高度限制了颶風的速度。 1987 年，伊曼紐爾預測，隨著全球變暖，速度限制將會提高，颶風的引擎也會加速。
「如果氣候變暖，颶風有可能變得更加強烈，」克努森表示同意。他和維吉尼亞州諾福克市奧道明大學的羅伯特·E·圖萊亞（Robert E. Tuleya）使用電腦模型來模擬颶風在變暖的世界中將如何變化。研究人員在 2004 年 9 月 15 日預測，如果大氣中二氧化碳（造成全球暖化的最主要原因的溫室氣體）濃度在未來 80 年內翻一番，颶風的風速將增加約 5%。氣候雜誌。
此外，克納森和圖萊亞計算出，隨著全球暖化導致大氣濕度增加，颶風降雨量將增加約 18%。
但實際上，颶風期間降雨量的變化很難辨別。伊曼紐爾指出，颶風在局部爆發時會下起傾盆大雨，但雨量計往往分佈廣泛，常常會錯過主要的傾盆大雨。此外，大多數颶風不會襲擊可以統計降雨量的陸地。 「這是一個無望的測量問題，」他說。
北卡羅來納州阿什維爾國家氣候資料中心的 Pavel Groisman 表示，他和其他人的工作表明，颶風帶來的總降雨量沒有可測量的變化。 「當颶風非常強烈時，我們看不到降水強度的變化，」他報告道。
克納森和圖萊亞預測颶風強度僅增加 5%，這使得許多研究人員認為厄爾尼諾或北大西洋濤動造成的變化將使全球暖化造成的任何變化相形見絀，至少在未來幾十年是如此。
「該領域的人們認為，在未來幾十年內我們不會看到任何全球暖化和颶風之間的關聯，」美國國家海洋和大氣管理局邁阿密大西洋海洋學和氣象實驗室的克里斯托弗·蘭德西說。
一切都在旋轉
然而，研究人員最近發現了與全球暖化相關的風暴強度趨勢。在8月4日自然伊曼紐爾報告了第一個證據，證明今天的颶風比 30 年前的颶風更強大。
為了測量風暴強度，伊曼紐爾開發了一種他稱為功率耗散指數的測量方法。對於過去一個世紀熱帶大西洋和西太平洋的每一次北半球颶風，他使用最大風速和風暴的壽命來計算一個數字，估算颶風消耗的能量。伊曼紐爾說，這項測量也與颶風對建築物和建築造成的總損害有關。
總體而言，他發現過去 30 年裡他研究過的所有地區的功耗指數都翻了一番，他說這一增長可能反映了同一時期全球暖化的影響。 「我很驚訝地看到全球範圍內出現這種上升趨勢，」他說。 “這是一個大趨勢。”
朗西認為，颶風資料歷史記錄的問題使伊曼紐的結論變得不確定。在過去的一個世紀裡，科學家們以不同的方式測量風速，包括透過飛機和衛星。朗西說，為了使這些不同的測量結果隨著時間的推移而相容，伊曼紐爾必須應用可能引入偏差的校正因子。
「他可能認為這是颶風與全球暖化之間聯繫的確鑿證據，但我現在不願意這麼說，」朗西說。
伊曼紐爾承認風速數據是不確定的。然而，他說，有幾個因素可以緩解這個問題。例如，伊曼紐爾說，他的風速數據與一段時間內的海面溫度完美相關，與風速相反，海面溫度是經過仔細測量的。
「每一項證據都有問題，但當你把它們放在一起時，它們都指向同一個方向，」他說。
納拉甘西特羅德島大學的海洋學家艾薩克·吉尼斯表示，這項測量有力地表明颶風強度可能已經在上升。 「根據我在（伊曼紐爾）論文中看到的內容，這個訊號非常強勁，對我來說看起來相當有說服力，」他說。
此外，伊曼紐的發現不再是孤立的。美國國家大氣研究中心的格雷格·霍蘭(Greg Holland) 及其同事在9 月16 日發表的報告稱，自1970 年以來，大型颶風的數量似乎有所增加，而小型颶風則變得越來越少見。科學。 「我們所做的事情表明，強烈風暴的數量實際上有所增加，」他說。
為了統計全球每個風暴強度類別的颶風，Holland 和他的同事使用了科學家自1970 年左右以來收集的衛星數據。 ，而1 級風暴的數量則增加了一倍。他說，總體而言，目前較大風暴的發生頻率比小風暴高出 20% 至 35%。
該報告的合著者彼得·韋伯斯特表示：“卡特里娜颶風的強度與我們發現的風暴類型一致，全球範圍內的強度正在增加。”
韋伯斯特指出，卡崔娜颶風在墨西哥灣異常深的溫暖水域上空增強。如果溫暖的區域較淺，颶風可能會攪動較冷的海水，從而降低風暴的強度。然而，他警告說，溫暖地區和卡崔娜颶風的強度都不一定歸因於全球暖化，而不是偶然。
颱風統計
颶風強度可能會上升，但韋伯斯特和霍蘭德發現全球颶風總數沒有變化。這些發現與其他發現一起表明，隨著世界變暖，颶風總數保持不變甚至減少。
到目前為止，每年的颶風數量一直在平均值 90 左右波動。 “你看不到任何系統性的趨勢。”
對未來的電腦模擬對於預期的颶風頻率給出了相互矛盾的結果。 「不同的模型給出了不同的結果，」英國埃克塞特哈德利氣候預測與研究中心的露絲麥克唐納說。 “他們發現的風暴是更少還是更多，存在著很大的不確定性。”
McDonald 和她的同事使用全球氣候模型來預測未來 17 年隨著全球變暖，年度颶風數量將如何變化。他們的模型表明，到 2022 年，全球颶風數量將減少 6%，這一結果發表在 7 月的《自然》雜誌上。氣候動力學。
日本筑波國家環境研究所的 Seita Emori 表示，研究之間的不一致是由於不同模型使用的不同空間尺度造成的。像麥當勞這樣的大規模氣候模擬無法輕易看到發生在幾公里範圍內的颶風。較小規模的模型不一定考慮到所有起作用的氣候變數。埃莫里說，研究人員對控制颶風發生的物理過程也缺乏清楚的了解。
為了更好地了解氣候如何影響颶風數量，諾克斯維爾田納西大學的克勞迪婭·莫拉正在研究過去。她正在檢查樹木年輪，以改善目前參差不齊的颶風歷史記錄。
「年輪是一個天然的檔案，」她說。 “它們幾乎出現在所有受颶風影響的沿海地區，而且它們的數據是準確的。”
樹木記錄颶風是因為風暴改變了雨水的成分。水含有兩種形式的氧。這些氧同位素總是具有相同數量的質子，但它們具有不同數量的中子。含有較多中子的氧同位素的水分子比含有較少中子的氧同位素的水分子重。
早期，颶風往往會降下含有重同位素的水分子，因此後期降雨的同位素含量較低。當這種輕量的降雨進入土壤時，它會被樹木吸收並融入其纖維素中。然後，科學家可以測量各個樹木年輪中的訊號。
2005 年8 月，在艾伯塔省卡加利舉行的地球系統過程2 會議上，莫拉和她的同事報告說，他們已經測量了樹木年輪，以估計1770 年至1997 年的颶風頻率。我們正在努力製定長期記錄，」莫拉說。
海岸景觀
科羅拉多大學博爾德分校的羅傑·皮爾克表示，即使氣候變遷加劇了颶風，這種變化並沒有明顯影響沿海社區。他說，在過去的一個世紀裡，沿海人口的成長導致了損失的增加，而不是全球暖化。
在美國，沿海地區的人口密度比其他地區增長得更快（SN：3/27/04，第 197 頁：海岸潮湧：隨著越來越多的人移居海岸，生態系統可能會受到影響）。皮爾克說，從 1980 年到 2003 年，沿海人口增加了 28%，使更多的人處於颶風脆弱地區。光是佛羅裡達州沿海地區的人口就激增了 75%。皮爾克補充說，這些居民也變得更加富有，因此他們建造了更大、更昂貴的房屋並積累了更多的物品。當他們的財產受到損害時，往往會付出更高的代價。
一月人口與環境皮爾克和他的同事計算出，未來氣候變遷每造成一美元的海岸損失，諸如此類的社會因素就會造成 22 至 60 美元的額外損失。
「社會因素將成為未來颶風損失增加的主要原因，」皮爾克說。
伊曼紐爾同意全球暖化並不是當今美國遭受颶風破壞的主要因素。他說，襲擊陸地的少數風暴的隨機變化掩蓋了全球暖化對颶風損失成本的影響。他預計，可能需要 200 年，颶風加速和降雨量增加才會開始影響美國的平均年損失成本。
克努森反駁說，儘管社會變革很重要，颶風強度上升的影響不應被低估。 「對於個人房主來說，這確實很重要，」他說。他說，如果颶風變得更加猛烈，“這意味著它們的破壞潛力將會上升。”
同時，許多研究人員認為沿海社區應該專注於應對颶風的準備。皮爾克說，保險監理、建築規範和工程改進都可以減輕颶風成本。
「[卡特里娜]應該給我們敲響警鐘，讓我們仔細審視我們的弱點，」皮爾克說。 「全球暖化是一個重要的話題——我絕對認為我們應該對此做出回應——但我們不應該將對全球暖化的回應與減災混為一談。”
這篇文章指出，“2004 年，佛羅裡達州遭遇了 118 年來最嚴重的颶風季節，共有 9 場颶風，其中 5 場被列為特大颶風。”雖然去年在北大西洋盆地形成的15 場命名的熱帶或亞熱帶風暴中，確實有9 場增強為颶風，但其中6 場實際上成為了大型颶風，而其中只有4 場——查理、弗朗西斯、伊万和珍妮——直接成為颶風。根據國家颶風中心的數據，去年只有六場颶風襲擊了美國。
肖恩·波特
切維·蔡斯，馬裡蘭州
