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熱浪、阻塞形勢、氣候變化

2018/8/5 — 10:41

2014年5月14日圍繞北極的噴流出現阻塞形勢的示意圖(底圖來源:U of Maine)

2014年5月14日圍繞北極的噴流出現阻塞形勢的示意圖(底圖來源:U of Maine)

熱浪指氣溫連續多天顯著高於正常,今年七月全球有關熱浪的消息不斷,世界氣象組織的最新報告詳細介紹了情況(註1),北歐、北非和阿拉伯半島、西伯利亞、日本、韓國、美國加利福尼亞、加拿大東部等地,都錄得連續多天的極端高溫,日本率先把七月的熱浪宣布為「自然災害」,與颱風和暴雨同等看待,我剛旅遊歸來的北歐國家拉脫維亞也作出同樣決定(註2),看來「酷熱」已經成為颱風和暴雨以外的新類型天氣災害。

世界氣象組織稱:「目前的熱浪和極端高溫,跟溫室氣體排放造成的氣候變化下預期的情況吻合,兩者不再是未來的情境,而是當下的實況。」又稱:「部份地區高溫持續,包括北歐,源於停留不動的高氣壓」。在全球氣候暖化的背景下多了高溫天氣比較容易理解,但是為甚麼與「高氣壓」扯上關係,以及何以「高氣壓」會停留不動,需要略作解釋。

讓我們認識:一處地方的氣溫持續多天顯著高於正常,需要兩個條件,一是位處大氣層低層的反氣旋之中,地面天氣圖往往連帶有高氣壓地區,根據氣象學的基本原理,這裏的空氣下沉,來到地面時既相對溫暖也比較乾燥,加上天晴沒有雲,太陽曝曬令地面進一步升溫,其二是反氣旋停留不動或移動極度緩慢,以致空氣下沉和太陽曝曬維持多天,兩者疊加的後果就是熱浪。

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今次熱浪影響的北歐、西伯利亞、韓日、加拿大等,地處北緯40度或以上,加洲則約為北緯35度,均屬於中緯度地區,高空有一條圍繞北極的強勁西風帶,即所謂「噴流」(jet stream),西風帶內有像海浪一樣的波動,與這些波動相連有中學地理課本提到的溫帶氣旋和高氣壓等天氣系統,它們隨着噴流大致自西向東移動,即使高氣壓間中帶來高溫,也會隨着高氣壓的離開而無以為繼。

但是噴流偶然會減弱,變成一條蜿蜒彎曲、向南和向北大幅擺動的氣流,形狀和位置多天大同小異,移動極為緩慢,與噴流相關的天氣系統也因此失去移動的動力,這時就會出現停滯不前的地面反氣旋,這種環流形勢稱為「阻塞形勢」(blocking),地面反氣旋的具體位置則視乎當時陸地與海洋的溫度分布。

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附圖顯示阻塞形勢下,西風氣流的蜿蜒波動覆蓋北美洲(包括加利福尼亞)、歐洲、亞洲北部,在這些地區的地面天氣系統包括高氣壓區,就會滯留在各地不動,今次北歐和日韓的極端高溫熱浪就是在這樣的形勢下出現的,但是阻塞形勢的出現又跟氣候變化有甚麼關係?

根據美國學者的研究(註3),在全球暖化的背景下,北極地區的升溫比熱帶地區高很多,導致南北溫度差別降低,連帶圍繞北極的噴流減速,失去動力的噴流多了南北擺動的傾向,誘發比以前多的阻塞形勢,於是由幾乎停留不動的高氣壓造成熱浪出現的概率也增加。
 

2018年全球熱浪原因概念圖

2018年全球熱浪原因概念圖

因此我們可以說:極端高溫和熱浪一方面源自人類排放溫室氣體造成的全球暖化,另一方面也跟全球暖化造成的噴流減弱和阻塞形勢增加有關,說到底,都是燃燒化石燃料之過。

熱到難耐,不可怨天,只可怨人。

註1    WMO, 1 August 2018: July sees extreme weather with high impacts.  
註2     physics.org, 27 July 2018: Forest fires, barbecue bans, heatwave scorchs Europe.  
註3     Pensylvania University, 27 March 2017: Extreme weather events linked to climate change impact on the jet stream    

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