那是2003年夏天的歐洲,有一段時(shí)間,好像地球的天氣系統(tǒng)已經(jīng)崩潰了。數(shù)周以來,整個(gè)非洲大陸停滯了巨大的空氣,緩慢地沉降并抑制了云的形成,日復(fù)一日的天空晴朗無比。汞上升,包括法國和德國在內(nèi)的創(chuàng)紀(jì)錄的熱浪席卷各國,造成7萬人死亡。然后,突然間,持久的大氣層緩和了,大風(fēng)帶來了緩解。
很少有天氣現(xiàn)象像大氣層那樣得到廣泛的體驗(yàn),但了解得很少。當(dāng)一個(gè)障礙物出現(xiàn)時(shí),通常是在一個(gè)大陸的西部邊緣,噴射流就會分裂,將一團(tuán)看似靜止的空氣捕獲在數(shù)千公里的范圍內(nèi)。此類積木可持續(xù)數(shù)周,并引發(fā)熱浪,干旱和冬季寒冷。同時(shí),圍繞區(qū)塊邊緣的持續(xù)流可以將風(fēng)暴逐個(gè)路由到同一地點(diǎn)。牛津大學(xué)大氣動力學(xué)家蒂姆•伍林斯(Tim Woollings)說,一個(gè)街區(qū)“在不同季節(jié)會有不同的影響”。“但這總是非常極端的。”然而,長期以來,大氣科學(xué)家一直在努力理解為什么會發(fā)生阻塞并持續(xù)這么長時(shí)間,以及它們?nèi)绾卧谧兣氖澜缰邪l(fā)生變化。
幾種新理論正在提供答案。一個(gè)領(lǐng)先的想法將阻止與科里奧利力在高緯度的行為聯(lián)系起來,這是地球自轉(zhuǎn)的影響,可能導(dǎo)致射流彎曲和扭曲。該理論是由哈佛大學(xué)大氣科學(xué)家王磊(Lei Wang)開發(fā)的,不太可能是完整的圖景,但它具有令人發(fā)人深省的含義。隨著世界變暖,急流可能會移至更高的緯度,這可能導(dǎo)致更多的阻塞事件。
有關(guān)氣候變化的另一潛在影響的辯論中出現(xiàn)了有關(guān)阻止氣候變化的新想法。伍茲霍爾研究中心的氣候科學(xué)家詹妮弗·弗朗西斯(Jennifer Francis)領(lǐng)導(dǎo)的研究人員認(rèn)為,北極變暖正在導(dǎo)致中緯度地區(qū)更嚴(yán)重的冬季風(fēng)暴。弗朗西斯(Francis)認(rèn)為,侵襲性的溫暖正在減緩射流,并使其形成更大的塊狀蜿蜒曲折,加劇了冬季天氣。但是其他科學(xué)家對此機(jī)制持懷疑態(tài)度。王說,這場爭論已經(jīng)暴露出有多少要學(xué)習(xí)的關(guān)于封鎖的知識。“缺乏理論確實(shí)是我們現(xiàn)在造成許多混亂的根本原因。”
科學(xué)家確實(shí)對維持障礙物有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的解釋。這個(gè)想法發(fā)表于1983年,源于1976年對導(dǎo)致歐洲干旱的單個(gè)街區(qū)的仔細(xì)研究。一旦建立了區(qū)塊,分裂的射流似乎會將后來的天氣系統(tǒng)切開。這些大氣渦流的能量然后被饋送到緩慢旋轉(zhuǎn)的陷留氣團(tuán)中,從而形成了一個(gè)反饋回路,該回路增強(qiáng)并維持了該塊。柏林自由大學(xué)的大氣動力學(xué)家斯蒂芬·普法爾(Stephan Pfahl)說,這是一個(gè)絕妙的主意,但“與更現(xiàn)實(shí)的案例的聯(lián)系一直是一個(gè)問號。”
王重訪了這項(xiàng)工作。首先,他在一系列簡單的大氣模型中模擬了阻塞事件,以期發(fā)現(xiàn)眾所周知的渦流反饋。他感到震驚-它不存在?;仡?980年代的原始計(jì)算,Wang看到了一個(gè)錯(cuò)誤:即使缺少該塊,它們也會生成反饋。然后,他用現(xiàn)代天氣記錄檢查了幾十年中約100次類似的阻塞事件。正如他今年在美國氣象學(xué)會年會上所報(bào)告的那樣,他發(fā)現(xiàn)旋渦在維護(hù)它們方面至多起著最小的作用。他說,所有跡象都表明一個(gè)結(jié)論。“在該論文中發(fā)現(xiàn)的反饋的存在是一種錯(cuò)誤的警報(bào)。”