气候变化可能导致更大的大气层河流

一项由美国航天局领导的新研究表明，气候变化可能会在本世纪末加剧全球大部分地区的极端天气现象，同时也会略微减少它们的数量。新研究项目的大气河流将比我们今天观测到的更大、更宽，从而导致受影响地区的更频繁的大气河流状况。这项研究的主要作者Duane Waliser说：研究结果表明，在目前的温室气体排放量以目前的速度持续下去的情况下，到21世纪末，全球大气河流的数量将减少大约10%。

然而，大气中的河流平均会比现在宽约25%，而大气河流的全球频率——像大雨和大风——实际上会增加大约50%。研究结果还表明，最强烈的大气河流风暴的频率预计将增加近一倍。大气中的河流是长而窄的气流，从热带向地球的大陆和极地地区输送大量的水蒸气。这些“天空中的河流”一般从250英里到375英里(400到600公里)宽，并且以水蒸汽的形式携带着大量的水——大约有25条密西西比河。当大气河流登陆时，特别是在山地地形(如内华达山脉和安第斯山脉)，它会释放大量的水蒸汽，形成雨或雪。

这些风暴系统是平均的，在地球上任何时候都有大约11个。在全球许多地区，它们带来了急需的降水，是每年淡水供应的重要贡献。然而，更强的大气河流——特别是那些在陆地上失速或在雪堆上产生雨水的河流——会导致灾难性的洪水。大气中的河流出现在卫星图像上，包括来自一系列实际的大气河流风暴的数据，这些风暴席卷了美国西海岸，并在2017年初造成了严重的洪水。迄今为止，关于大气河流的气候变化研究大多局限于两个特定区域，即美国西部和欧洲。

通常使用不同的方法来识别大气中的河流和不同的气候投影模型，这意味着从一个角度来看，结果不能与另一个相比。该研究小组试图提供一种更精简和全球性的方法来评估气候变化对大气河流风暴的影响。这项研究依赖于两项资源：一套常用的21世纪全球气候模型预测，用于政府间气候变化委员会最新评估报告，以及一种全球大气河流检测算法，该算法可用于气候模型的输出。该算法由研究小组成员早期开发，从模型模拟的每一天中识别出大气中的河流事件，量化它们的长度、宽度以及它们传输的水汽量。

该团队将大气河流检测算法应用于20世纪末的实际观测和模型模拟。对比数据表明，这些模型为20世纪后期的气候提供了相对真实的大气河流。然后他们将该算法应用于21世纪晚期的气候预测模型。在此过程中，他们能够将大气河流的频率和特征与未来气候的预测进行比较。研究小组还对该算法进行了测试，该算法采用了一种不同的气候模型，假设温室气体排放的比例会更加保守。他们发现了相似的，虽然不那么剧烈的变化。综合考虑这两种气候情况，表明气候变暖程度与大气河流状况的频率和严重程度有直接联系。

这项研究的意义有两方面：首先，了解这些大气河流事件在未来气候条件下可能发生的变化，使科学家、水资源管理者、利益攸关者和居住在易受气候变化影响的地区的公民得以生存。加州大学默塞德分校的博士后、该研究的第一作者Vicky Espinoza说：考虑到这些极端降水事件可能带来的潜在影响。其次，该研究及其方法为研究全球层面的大气河流提供了一种急需的、统一的方法，这说明了分析和比较以前不存在的大气河流的基础。

整个模型的数据通常都是一致的——都支持预测大气中的河流环境与气候变暖有关，并将在未来增加；然而，来自加州大学圣地亚哥分校的作者Marty Ralph指出，还有很多工作要做。虽然所有的模型项目都增加了大气中河流的频率，但结果也说明了这一关键现象的气候预测细节的不确定性。这凸显了我们需要更好地理解为什么模型的大气环流表现会有所不同。这项名为“全球气候变化预测对大气河流影响分析”的研究最近发表在《地球物理研究快报》期刊上。

博科园-科学科普｜参考期刊：地球物理研究快报｜来自：NASA