英國科學家解疑今冬分外寒冷之謎

2010-04-21 16:21

據英國媒體報導，這個冬天，北半球出來了少有的冷冬，有些地方直到現在氣溫仍然偏低。這究竟是怎麼回事？英國研究人員最近揭開了這個謎團：冷冬與太陽活躍程序下降有關。

他們發現，由於太陽活動趨緩，未來英國和歐洲大陸的冬天可能會更加頻繁地出現低溫的情況。他們認為，太陽黑子變少與冬季「阻止」溫暖的西風到達歐洲的大氣條件有關。不過他們表示，這一現象只會對局部區域產生影響，不會改變全球的變暖趨勢。該研究成果發表在《環境研究快報》上。

比較過去的氣溫數據

這篇論文的第一作者、英國雷丁大學的空間環境物理學教授邁克爾·勞克伍德說：「從最近的情況來看，我們確實經歷了一個非常寒冷的冬天，我想知道這是不是一個巧合，或者它具有相當有力的統計學證據。」

為了確定它們之間是否存在聯繫，勞克伍德和其他論文聯合作者通過英國中部氣溫(CET)記錄數據，把過去太陽的活動強度進行了對比。英國中部氣溫記錄是全球持續時間最長的這類記錄數據。這些研究人員之所以選擇持續351年的英國中部氣溫記錄，是因為它提供了蒙德極小期開始階段的數據。蒙德極小期是一段太陽活動強度很低的時期，它持續大約半個世紀。17世紀下半期出現蒙德極小期，當時歐洲經歷了一系列非常寒冷的冬天，一些人甚至把它稱作小冰河期。隨後太陽活動增強，這段時期持續了300年。

勞克伍德解釋說，有關太陽活動的研究(提供了過去9000多年的數據)顯示，太陽活動強度在300年間緩慢上升，然後它會突然下降，並在隨後的大約100年間繼續持續下降趨勢。他表示，最近的下降趨勢從1985年開始，目前正在進入另一個蒙德極小期。這使該科研組可以把最近幾年的情況與17世紀晚期的情況進行對比。他告訴英國廣播公司說：「我們發現，你會適應蒙德極小期和過去幾年出現的相同狀況。」

更傾向於「阻塞」假說

勞克伍德表示，有很多可能性可以解釋這種聯繫，不過該科研組最喜歡被稱作「阻塞(blocking)」的一種氣象現象。這一現象會對噴射氣流的動力學產生影響。噴射氣流是地球表面一種速度可達7到12公里的強風，它會對氣象體系產生重要影響。目前南北兩半球都有一個噴射氣流。他解釋說：「歐洲更易受到影響，因為它位於(北半球)噴射氣流的下面。」

當噴射氣流在大西洋東北地區形成「S」形時，「阻塞」現象就會出現，它促使風自動折回去。勞克伍德說：「如果你們那裡還沒出現‘阻塞’現象，噴射氣流產生的溫和濕潤的西風，會帶來你們非常熟悉的天氣情況。」不過他指出，如果噴射氣流被「阻塞」，進一步向北推移，歐洲就會刮起寒冷、乾燥的東風，並導致氣溫急劇下降。「‘阻塞’現像似乎會受太陽活動的調控。」

最近的研究顯示，當太陽活動強度較低時，「阻塞」從北美洲東北向東部歐洲轉移，變得更加穩定。最近大部分冬天出現的持久的「阻塞」現象，是導致歐洲長期被冷空氣籠罩的一個重要原因。蒙德極小期的書面觀測資料提到寒冬臘月從東部吹來的風，這有力地支持了該科研組的「阻塞」假設。

歐洲可能是「阻塞中心」

「阻塞」影響太陽活動的方式，與太陽產生的紫外線數量有關。太陽紫外線加熱平流層(距離地面20公里到50公里)，尤其是赤道平流層。這導致溫度發生漸變，使較高海拔處形成風。勞克伍德說：「太陽活動強度發生的改變，無疑導致平流層的風出現變化。」研究顯示，平流層的狀態會與對流層產生很大差別，對流層是噴射氣流發生的地方。

勞克伍德說：「一些非常簡單的模型說明，更多紫外線加熱赤道平流層，確實會導致噴射氣流發生輕微的位移。當然，這有可能會改變噴射氣流的運行情況，也許這種現象正是現在我們遇到的情況。」他強調說，「阻塞」只會影響有限的地理區域，不會對全球氣候系統產生普遍影響。

為了闡明這一點，他表示，英國中部氣溫記錄顯示，這個冬天是過去160年間英國經歷的第14個最寒冷的冬天，全球數字顯示，這是第五個最溫暖的一個冬天。雷丁大學的工作人員，勞克伍德的一名同事認為，歐洲是「阻塞中心」。勞克伍德說：「這是因為噴射氣流必須從大西洋吹向我們，當它到達歐洲大地時，速度會減慢。全球其他任何地方都不會有類似的綜合條件，讓你看到這麼強的‘阻塞’現象。」

這不是最冷的冬天

雖然最近太陽活動減緩的趨勢有望在未來幾十年繼續下去，但是勞克伍德發出警告說，更加頻繁的「阻塞」現象不會導致歐洲每年冬天的溫度都下降到零度以下。他說：「如果我們查看17世紀末太陽活動強度較低的最後階段，會發現最冷的冬天出現在1684年，但是在第二年太陽活動強度仍很低的時候，那裡出現350年間第3個最暖和的冬天。」

勞克伍德注意到，大量其他氣象因素也對歐洲的天氣系統產生影響，因此在「阻塞」現象發生以前，我們還將面對很多其他因素。英國氣象局氣候監測和歸屬部門負責人彼得·斯科特博士在對該科研組的發現進行評論時說：「這篇論文為證明平流層裡發生的改變對地表氣候變化非常重要提供了額外證據。」

不過斯科特表示：「這一發現顯示出兩者之間可能存在影響作用，不過還要進行更多研究，才能確定這一推測是否屬實，並確定這種影響對英國出現更加寒冷的冬天起到多大作用。在英國氣象局，我們正在努力研究如何才能把更好的陳述與我們的季節和十年的預報模式結合在一起。」勞克伍德表示，他現在正打算研究較低的太陽活動強度對夏天的歐洲天氣狀況產生的影響。