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随着世界变暖,热带雷暴将变得更加强大

<p>根据新的研究,雷暴将在本世纪由于气候变化而在整个热带和亚热带地区变得更加激烈</p><p>雷暴是大自然中最壮观的现象之一,产生闪电,强降雨,有时还有令人惊叹的云层形成但他们也有对人类和生态系统的一系列重要影响例如,雷暴产生的闪电是全球丛林大火的重要触发因素,而1999年4月袭击悉尼的冰雹仍然是澳大利亚有史以来最昂贵的自然灾害阅读更多:了解风暴如何袭击澳大利亚,我们需要新的大量数据鉴于澳大利亚和世界各地的雷暴造成的破坏,重要的是要问它们在行星变暖时是否会在频率和强度上增长我们回答这些问题的主要工具是全球气候模型 - 数学描述试图解释重要物理因素的地球系统管理气候的事件但是全球气候模型的精确程度不足以模拟个别雷暴,这些雷暴通常只有几公里但模型可以告诉我们增加或减少雷暴能量的成分</p><p>雷暴代表了雷暴的戏剧性释放存储在大气中的能量这种储存能量的一种衡量标准称为“对流可用势能”,或CAPE CAPE越高,云中上升气流的能量就越多</p><p>快速上升气流会在冰冷的上部区域移动冰粒</p><p>雷暴迅速向上和向下穿过风暴这有助于分离云中带负电和带正电的粒子并最终导致雷击</p><p>为了产生雷暴,造成破坏性的风或冰雹,通常被称为严重的雷暴,还需要第二个因素</p><p>被称为“垂直风切变”,它是风速变化的量度当你从大气层上升时的方向垂直的风切变有助于组织雷暴,使它们的上升气流和下降气流在物理上分离</p><p>这可以防止下降气流切断雷暴的能源,使风暴持续更长时间通过估计雷暴的影响关于这些环境特性的气候变化,我们可以估计气候变化对严重雷暴的可能影响我与美国同事一起开展并在今天发表在美国国家科学院院刊上的研究表明,我们研究了可用的能量变化</p><p>在温室气体排放的“一切照常”情景下,12个全球气候模型中热带和亚热带的雷暴在每个模型中,CAPE值高的日子变得更加频繁,并且CAPE值随着全球变暖而上升这是这种情况对于热带和亚热带的几乎每个地区而言,这些模拟预测了这个中心除非可以显着减少温室气体排放,否则将有利于严重雷暴的条件频率显着增加以前的研究已经对澳大利亚东部和美国的严重雷暴作出了类似的预测但我们是第一个研究热带和亚热带的地区作为一个整体,一个以地球上最强大的雷暴为特征的地区由世界各地不同研究小组建造的不同气候模型都同意全球变暖将增加雷暴可用的能量 - 这是我们新的强调的预测研究但我们需要理解为什么会发生这种情况,以确保效果是真实的,而不是错误的模型假设的产物</p><p>我和同事之前曾提出,由于湍流,高水平的CAPE可以在热带地区发展当云从周围环境吸入空气时发生的混合这种混合可防止大气溶解过快地消耗可用能量相反,能量累积的时间更长,并且在频率更低但风暴更强烈的情况下释放随着气候变暖,云形成所需的水蒸气量增加这是众所周知的热力学关系的结果称为Clausius-Clapeyron关系在温暖的气候中,这意味着云与周围环境之间的湿度差异变大 因此,混合机制在建立可用能量方面变得更有效</p><p>我们认为,这可以解释我们模型模拟中CAPE的增加</p><p>在我们的新研究中,我们通过人为地增加了这个想法在全球气候模型中测试了这个想法</p><p>云与周围环境之间混合的强度正如预期的那样,这种变化使我们的模型中可用于雷暴的能量大幅增加阅读更多:由于气候变化,澳大利亚面临着风雨峻的未来对我们的假设的另一个预测是两天都高CAPE和强降水的价值往往发生在大气中等水平最不潮湿的地方(在几公里的高度)</p><p>利用气象气球的真实数据,我们确认了热带和亚热带的情况</p><p>模型预测随着地球变暖,可用于雷暴的能量会增加但是风暴实际上会变得多么强烈</p><p>这个问题的答案目前还不确定,回答这个问题对我和世界各地的其他研究人员来说是下一个工作但很明显,通过我们持续的温室气体排放,我们正在增加可用于最强雷暴的燃料究竟是多少我们未来的雷阵雨将更加强大,

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