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魏科

當?shù)貢r間1月4日，美國加利福尼亞州州長加文紐森宣布加州進入緊急狀態(tài)，以便更好應(yīng)對大氣河造成的冬季風暴。強風暴導致加州對蒙特西托勒峽谷、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，美國總統(tǒng)拜登宣布加州進入緊急狀態(tài)，命令聯(lián)邦政府向其提供援助，以幫助加州應(yīng)對冬季風暴。那么在這段時間里面，美國加州受大氣河的反復影響，造成冬季風暴不斷侵襲，極端暴雨大風山洪暴發(fā)，導致至少12人死亡、數(shù)10萬家庭和企業(yè)停電。1月13日，洛杉磯市長再次宣布當?shù)剡M入緊急狀態(tài)，第二次猛烈的大氣河襲來。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)的超強的降水，就是大名鼎鼎的大氣河，atmosphericrivers，這是來自北太平洋的中緯度氣旋前部的超強的偏西南氣流，從水氣充沛的熱帶地區(qū)撕扯出一條細長又非常強勁的水氣帶，水氣帶在1~2.5公里高的大氣層內(nèi)綿延數(shù)千公里，最長可以到上萬公里，寬度可以達到300公里左右。這個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，大氣候還有一個形象的名稱，叫做菠蘿快車，pineapple express。這是上世紀60年代的時候氣象學家創(chuàng)造出來的詞匯，描述大氣河起源于盛產(chǎn)菠蘿的美國夏威夷附近，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有滿載菠蘿，而是滿載了雨雪天氣。根據(jù)美國國家海洋大氣管理局諾的估算，當強的菠蘿快車到來的時候，單次的天氣過程可以給美國西部帶來強降水，降水量可以達到年總降水量的30%~40%?？梢姴ぬ}快車跑起來的時候威力是多么的強大。整個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重的季節(jié)。在過去十幾年里，北美西部地區(qū)冬季風暴幾乎都有大氣河的身影。舉例來說，2010年12月，一次非常強大的大氣河過程在一周之內(nèi)給洛杉磯的圣蓋博山區(qū)帶來610毫米的降水，在麗華達的山區(qū)更是帶來深達4米的積雪，整個加州都深受影響。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，導致大范圍的洪水、大風和暴風雪的天氣，造成了5萬多人的斷電。

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暴軸處于它一年中最南端的位置。因此當太平洋上的溫帶氣旋強烈發(fā)展的時候，東南部的風面區(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。大氣河是大氣中細長又強勁的水氣輸送通道，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)極端暴雨過程有30~50%都與大氣河密切相關(guān)。如果對歐洲地區(qū)做一個統(tǒng)計，在過去20年里大概有19次最強的風暴過程，每次風暴過程都造成至少10億美元的經(jīng)濟損失。那么在這19次風暴里面，有14次與大氣河過程密不可分。

當然了我們東亞地區(qū)也深受大氣河的影響大氣河與我們國家夏季的暴雨過程密不可分。我們做了一個研究，大氣河大概可以貢獻我們國家夏季東部地區(qū)降水量的40%到70%，與大氣河相關(guān)的暴雨的強度是與大氣河無關(guān)的降水的強度的6~8倍。那么盡管大氣和所到之處帶來暴風雨和洪澇，但是也并非一無是處。在干旱季節(jié)和干旱的區(qū)域，大氣河是緩解干旱過程最迅捷的天氣系統(tǒng)。舉例而言，2014~2016年美國加州發(fā)生了長達三年的超級干旱，迫使加州進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月一次大氣河過程襲來，加州迅速由旱轉(zhuǎn)澇，洪水使得北加州的美國最高的奧羅維爾水壩出現(xiàn)險情，政府緊急撤離下游將近20萬的居民，迅速成為當年的熱點新聞。當年的2017年2月18日美國加州的洪水越過了5號洲際公路，造成交通的中斷，2月21號美國加州的圣何塞洪水淹沒整個社區(qū)。那一次的整個大氣河過程引起的冬季風暴造成5個人死亡，引發(fā)暴雨、狂風、山洪、泥石流和水壩危機。但是加州了就借這次大氣河帶來的降水，完全擺脫了自2014年1月以來的嚴重干旱，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，這是北美西部地區(qū)過去1200年里最干旱的時期。這次加州因為冬季風暴進入緊急狀態(tài)，從某種意義上來說，帶來的降水倒是緩解了當?shù)氐母珊禒顩r。雖然洪水很嚴重，但是也算得上是因禍得福。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

作者：魏科

審核：成里京

出品：中國科協(xié)科普部

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