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魏科

當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月4日，美國(guó)加利福尼亞州州長(zhǎng)加文紐森宣布加州進(jìn)入緊急狀態(tài)，以便更好應(yīng)對(duì)大氣河造成的冬季風(fēng)暴。強(qiáng)風(fēng)暴導(dǎo)致加州對(duì)蒙特西托勒峽谷、梧桐峽谷等低洼地區(qū)發(fā)布了疏散令，圣克魯斯港、圣洛倫斯河等地區(qū)洪水泛濫，山區(qū)的暴雪已經(jīng)創(chuàng)下了記錄。到1月9日，美國(guó)總統(tǒng)拜登宣布加州進(jìn)入緊急狀態(tài)，命令聯(lián)邦政府向其提供援助，以幫助加州應(yīng)對(duì)冬季風(fēng)暴。那么在這段時(shí)間里面，美國(guó)加州受大氣河的反復(fù)影響，造成冬季風(fēng)暴不斷侵襲，極端暴雨大風(fēng)山洪暴發(fā)，導(dǎo)致至少12人死亡、數(shù)10萬(wàn)家庭和企業(yè)停電。1月13日，洛杉磯市長(zhǎng)再次宣布當(dāng)?shù)剡M(jìn)入緊急狀態(tài)，第二次猛烈的大氣河襲來(lái)。在2023年初，暴雨、暴雪、泥石流、洪水到了，封閉停電，就成為加州人了關(guān)于2023年初的氣候記憶。

造成北美西岸地區(qū)的超強(qiáng)的降水，就是大名鼎鼎的大氣河，atmosphericrivers，這是來(lái)自北太平洋的中緯度氣旋前部的超強(qiáng)的偏西南氣流，從水氣充沛的熱帶地區(qū)撕扯出一條細(xì)長(zhǎng)又非常強(qiáng)勁的水氣帶，水氣帶在1~2.5公里高的大氣層內(nèi)綿延數(shù)千公里，最長(zhǎng)可以到上萬(wàn)公里，寬度可以達(dá)到300公里左右。這個(gè)就像橫亙于天空中的巨大的河流一樣，攜帶的水汽量大的驚人，可以與陸地上徑流量最大的河流，亞馬孫河的流量相匹敵。這是地球上最具破壞力的天氣現(xiàn)象之一，大氣候還有一個(gè)形象的名稱，叫做菠蘿快車，pineapple express。這是上世紀(jì)60年代的時(shí)候氣象學(xué)家創(chuàng)造出來(lái)的詞匯，描述大氣河起源于盛產(chǎn)菠蘿的美國(guó)夏威夷附近，將溫暖的水汽一直帶到數(shù)千公里外的北美的海岸。但是菠蘿快車上面可沒(méi)有滿載菠蘿，而是滿載了雨雪天氣。根據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋大氣管理局諾的估算，當(dāng)強(qiáng)的菠蘿快車到來(lái)的時(shí)候，單次的天氣過(guò)程可以給美國(guó)西部帶來(lái)強(qiáng)降水，降水量可以達(dá)到年總降水量的30%~40%。可見(jiàn)菠蘿快車跑起來(lái)的時(shí)候威力是多么的強(qiáng)大。整個(gè)北美的西海岸基本上都是菠蘿快車的快遞范圍。從北部的加拿大南部到南部的墨西哥地區(qū)，冬季是北美西部大氣候影響最嚴(yán)重的季節(jié)。在過(guò)去十幾年里，北美西部地區(qū)冬季風(fēng)暴幾乎都有大氣河的身影。舉例來(lái)說(shuō)，2010年12月，一次非常強(qiáng)大的大氣河過(guò)程在一周之內(nèi)給洛杉磯的圣蓋博山區(qū)帶來(lái)610毫米的降水，在麗華達(dá)的山區(qū)更是帶來(lái)深達(dá)4米的積雪，整個(gè)加州都深受影響。南部州縣像圣地亞哥、洛杉磯就飽受洪水和泥石流的影響。2014年12月，北加州遭受大氣河的襲擊，導(dǎo)致大范圍的洪水、大風(fēng)和暴風(fēng)雪的天氣，造成了5萬(wàn)多人的斷電。

大氣合主要發(fā)生在10月到4月份之間，絕大多數(shù)發(fā)生在1月和2月份。那么在這些月份里面，北太平洋的急流和風(fēng)暴軸處于它一年中最南端的位置。因此當(dāng)太平洋上的溫帶氣旋強(qiáng)烈發(fā)展的時(shí)候，東南部的風(fēng)面區(qū)域可以一直延伸到中低緯度地區(qū)，從而可以把熱帶的暖濕空氣向東北方向輸送。大氣河是大氣中細(xì)長(zhǎng)又強(qiáng)勁的水氣輸送通道，盡管它的寬度很窄，總的寬度只能占某一個(gè)尾圈的寬度的10%，但是它輸送的水氣量可以占到中低緯向極地方向輸送水氣量的90%。在中緯度地區(qū)極端暴雨過(guò)程有30~50%都與大氣河密切相關(guān)。如果對(duì)歐洲地區(qū)做一個(gè)統(tǒng)計(jì)，在過(guò)去20年里大概有19次最強(qiáng)的風(fēng)暴過(guò)程，每次風(fēng)暴過(guò)程都造成至少10億美元的經(jīng)濟(jì)損失。那么在這19次風(fēng)暴里面，有14次與大氣河過(guò)程密不可分。

當(dāng)然了我們東亞地區(qū)也深受大氣河的影響大氣河與我們國(guó)家夏季的暴雨過(guò)程密不可分。我們做了一個(gè)研究，大氣河大概可以貢獻(xiàn)我們國(guó)家夏季東部地區(qū)降水量的40%到70%，與大氣河相關(guān)的暴雨的強(qiáng)度是與大氣河無(wú)關(guān)的降水的強(qiáng)度的6~8倍。那么盡管大氣和所到之處帶來(lái)暴風(fēng)雨和洪澇，但是也并非一無(wú)是處。在干旱季節(jié)和干旱的區(qū)域，大氣河是緩解干旱過(guò)程最迅捷的天氣系統(tǒng)。舉例而言，2014~2016年美國(guó)加州發(fā)生了長(zhǎng)達(dá)三年的超級(jí)干旱，迫使加州進(jìn)行水資源管理的政策調(diào)整和發(fā)展出各種節(jié)水的黑科技。但是2017年2月一次大氣河過(guò)程襲來(lái)，加州迅速由旱轉(zhuǎn)澇，洪水使得北加州的美國(guó)最高的奧羅維爾水壩出現(xiàn)險(xiǎn)情，政府緊急撤離下游將近20萬(wàn)的居民，迅速成為當(dāng)年的熱點(diǎn)新聞。當(dāng)年的2017年2月18日美國(guó)加州的洪水越過(guò)了5號(hào)洲際公路，造成交通的中斷，2月21號(hào)美國(guó)加州的圣何塞洪水淹沒(méi)整個(gè)社區(qū)。那一次的整個(gè)大氣河過(guò)程引起的冬季風(fēng)暴造成5個(gè)人死亡，引發(fā)暴雨、狂風(fēng)、山洪、泥石流和水壩危機(jī)。但是加州了就借這次大氣河帶來(lái)的降水，完全擺脫了自2014年1月以來(lái)的嚴(yán)重干旱，到2018年以后北美西部地區(qū)的干旱又持續(xù)發(fā)展。據(jù)2022年的研究說(shuō)，這是北美西部地區(qū)過(guò)去1200年里最干旱的時(shí)期。這次加州因?yàn)槎撅L(fēng)暴進(jìn)入緊急狀態(tài)，從某種意義上來(lái)說(shuō)，帶來(lái)的降水倒是緩解了當(dāng)?shù)氐母珊禒顩r。雖然洪水很嚴(yán)重，但是也算得上是因禍得福。

本文為科普中國(guó)·星空計(jì)劃扶持作品

作者：魏科

審核：成里京

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

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