大分水岭阻挡印度洋湿润气流进入内陆,印度洋表层平均水温

印度洋云端上的「大水坑」?——新发现的天气型态:大气湖泊 2

2021年12月16日,来自迈阿密大学的大气科学家Brian Mapes在美国地球物理联合会(AGU)组织的秋季会议上提出了最近在西印度洋观测到的一种新的天气模式,这种气团长期存在于大气中,移动缓慢,被称为“大气湖”。

00-1010过去,当我们提到“大气”这个词时,首先想到的通常是充斥在我们生活中的气体:人类呼吸所需的氧气,占大气比重最重的氮气,众所周知的温室气体甲烷,或二氧化碳。

但你知道吗,大气中还有一条像河流一样流动的水气传输通道?

在大气的对流层中,有一条狭长而连续的水气输送通道,科学家称之为“大气河”。大气中的主要水汽来自温暖湿润的热带地区,并沿大气河流向纬度较高的地区,以雨(雪)的形式下落。

大气通常会随着天气系统移动,它携带的水流大约是密西西比河河口的平均水流!(水流约18800立方米每秒)。图//SciJinks最著名的大气河是一条强大的水气输送通道,叫做菠萝快车!(之所以叫菠萝快车,是因为它经过盛产菠萝的夏威夷群岛。)这条大气河流会把夏威夷的暖湿带到纬度较高的美国西海岸,造成加州大雨或大雪。同时,大量的雨(雪)也是美国西海岸淡水的重要来源。

然而,强大的大气河流有时会引发洪水。2021年11月,美国西部和加拿大西北部受菠萝快车影响,从热带太平洋蒸发的大量水汽被带到美国西海岸,引发暴雨袭击,甚至导致该地区单日总降雨量下降近一个月,导致加拿大不列颠哥伦比亚省当地灾情严重。

00-1010年,Mapes发现的大气湖起初只是印度洋-太平洋上空的水汽,逐渐从印度洋向非洲移动。与大气河流不同,大气湖泊在运动时,会与产生湖泊的天气系统逐渐分离和收缩。最终聚集会变成孤立的水汽,慢慢漂浮在赤道周围的海洋区域,而不是像大气河流那样快速移动,带来降雨。

Mapes观测到的大气湖,其水分来自南亚季风,然后沿赤道在东非附近形成大气湖。图//AGU更准确地定义了大气湖现象。之所以需要解释这种现象,主要是因为它们所含的水分足以引起大量降雨,但它与我们过去经常接触到的气旋形成过程和现象,或者说是我们现在更了解的大气河流的表征有很大不同,它增加了它的特殊性。

以夏季常见的热带气旋为例,其形成原因是海水因阳光照射而蒸发,当水汽遇冷凝结时,释放出潜热,进而加热空气,使更多的水汽上升,形成低压系统。图//pixabay研究小组在查看了过去五年的卫星数据后,一共发现了17个大气湖!

这17个大气湖泊都位于赤道10度以内(如果湖泊离赤道较远,可能会逐渐变成热带气旋),它们在大气中的存在时间都在6天以上,而寿命最长的大气湖泊在空中停留时间整整27天!通过计算得出,如果将大气湖中所含的水汽全部凝结成可见的水,就会形成一个深度只有几厘米但宽度约1000公里的大水坑!

神秘大气湖的手足:容纳一整条河的大气

目前发现大气湖泊的区域——印度洋-太平洋区域旁边的非洲东海岸,多年来一直被副热带高压覆盖,盛行下降流,导致非洲东海岸常年干旱少雨,降水极其稀少,当地水资源相对匮乏。如果我们找到一种方法,使东非上空附近湖泊的空气和水大量下降到地表,我们也许可以为东非国家的干旱地区带来更多的水资源!

再者,由于东非气候常年干燥,偶尔下大雨的时候,肯定会被当地居民记录下来!Mapes认为,在对东非当地知识进行深入探索后,我们可能会发现与大气湖相关的信息,从而让科学家们对大气湖有更多的了解。

“这是一个非常干燥的地区,所以如果大气湖泊出现的话,对这个地区一定非常重要!(“这是一个平均干燥的地方,所以当这些(大气湖)发生时,它们肯定是非常重要的,”Mapes说。)

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若未来研究人员对于大气湖泊有更为详细的认知,大气湖泊或许便能成为解决东非匮乏水资源其一的解套方式! 图/Pixabay

踏上神秘湖泊的探索之路!

Mapes:「将大气湖泊带到近岸的风十分特别,他的风速趋近于零,也就代表,几乎所有事件都可能影响着大气湖泊的移动。」

大气湖泊什么情况下会产生?大气湖泊为何会与产生的源头分离?推动大气湖泊的大气模式为何?为什么大气湖泊在印度洋-太平洋区域会向西移动?种种有待被解决的疑问,使 Mapes 和研究团队开始计划使用更多的卫星数据与每日的密切观察来研究这新兴的天气型态。

过去的天气观测方式主要着重在月份的降雨与水气研究等,而较少着墨于每日的水气变化,Mapes 推估这也是为何大气湖泊至今才被发现的原因。故研究团队倾向利用详细的卫星分析资料,了解每日水气的变化是否会影响着大气湖泊的生成,希望透过更多的研究来来了解大气湖泊的起源与成长!

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