龙卷风和气候变化：变暖对致命龙卷风和引发它的风暴意味着什么

　　2021 年 12 月 10 日至 11 日晚上，从阿肯色州到伊利诺伊州的整个社区爆发了致命的龙卷风，其持续时间和强度都非常不寻常，尤其是在 12 月，以至于很多人都在问气候变化可能已经发挥了作用以及龙卷风在变暖的世界中是否会变得更加普遍？变暖对致命龙卷风和引发它的风暴意味着什么？

　　这两个问题问起来容易回答起来难，但是研究提供了新的线索。这是迄今为止科学研究所显示的内容。

　　气候模型还看不到龙卷风——但他们可以识别龙卷风条件

　　为了了解不断上升的全球气温将如何影响未来的气候，科学家们使用复杂的计算机模型来表征整个地球系统，从太阳的能量流入到土壤如何响应，以及年复一年和季节之间的一切。这些模型在全球范围内解决了数百万个方程。每个计算加起来，需要的计算能力远远超过台式计算机的处理能力。

　　为了预测到本世纪末地球气候将如何变化，我们目前必须使用一个广泛的尺度。可以把它想象成看着远处山峰的相机的变焦功能。您可以看到森林，但很难辨认出个别树木，其中一棵树上的松果太小，即使您将图像放大也看不到。对于气候模型，物体越小，就越难看到。

　　龙卷风和产生它们的严重风暴远低于气候模型可以预测的典型规模。

　　相反，我们可以做的是查看使龙卷风形成的条件成熟的大规模成分。

　　严重风暴的两个关键因素是 ：（1） 由温暖潮湿的空气驱动的能量促进强烈的上升气流。（2）改变风速和风向，称为风切变，它使风暴变得更强大和更持久。（3）风暴形成的触发因素，例如非常炎热的一天，或者可能是冷锋。如果没有这种成分，并不是每个有利的环境都会导致严重的风暴或龙卷风，但前两种情况仍然会使严重的风暴更有可能发生。

　　通过使用这些成分来表征严重风暴和龙卷风形成的可能性，气候模型可以告诉我们一些有关不断变化的风险的信息。

　　风暴条件可能会发生怎样的变化

　　美国的气候模型预测表明，到 21 世纪末，形成强风暴的有利因素 的总体可能性将增加。主要原因是气温升高伴随着大气中水分的增加，增加了强烈上升气流的可能性。

　　全球气温上升正在推动我们传统上认为很少产生恶劣天气的季节发生重大变化。在秋季、冬季和早春，温暖潮湿的空气增加得更强烈，这意味着会有更多的天数有利于强雷暴环境——当这些风暴发生时，它们有可能变得更强。

　　研究表明频率和强度

　　在较小的区域，我们可以模拟这些未来气候中的雷暴，这让我们更接近于回答是否会形成严重的风暴。几项研究已经模拟变化的强烈风暴的频率，以更好地理解这种变化的环境。

　　在过去的几十年里，我们已经看到证据表明，在较冷的季节，条件更适合发生严重风暴，而夏季形成风暴的可能性正在降低。

　　对于龙卷风，事情变得更加棘手。即使在第二天的现场预测中，也不能保证会形成龙卷风。在有利环境中产生的风暴中，只有一小部分会产生龙卷风。

　　多项模拟探索了如果在不同程度的全球变暖水平下发生龙卷风爆发或产生龙卷风的风暴会发生什么。预测表明，随着全球气温上升，更强的、产生龙卷风的风暴可能更有可能发生，尽管强度低于我们对可用能源增加的预期。

　　升温1度的影响

　　我们对气候变暖如何影响严重风暴和龙卷风的了解大部分是区域性的，主要是在美国。并非全球所有地区都会以相同的速度看到严重风暴环境的变化。

　　在最近的一项研究中发现，北半球强风暴环境的增加率会更大，而且在高纬度地区增加得更多。研究表明，气温每升高1摄氏度（1.8 华氏度），春季、秋季和冬季的有利环境可能会增加 14-25%，其中冬季增幅最大。这主要是由于温度升高导致可用能量增加。请记住，这是关于有利的环境，不一定是龙卷风。

　　对 12 月的龙卷风有何看法？

　　要回答气候变化是否影响了2021 年 12 月爆发龙卷风的可能性或强度，仍然很难将任何像这样的事件归因于气候变化。毫无疑问，有迹象表明未来会有更大的风暴，但这如何表现为龙卷风是一个开放的研究领域。