全球变暖意味着更多或更少的雪?

暴风雪
2015第一暴风雪从太空观察。 NOAA / NASA, CC BY

乍一看,要求在更多的雪全球气候变暖的结果是否可能看起来像一个愚蠢的问题,因为很明显,如果它得到足够的温暖,没有积雪。 因此,气候变化否认者已经使用近雪转储 让人怀疑 从人类的影响气候变暖。 然而,他们不能再犯错误了。

为了理解这个联系,我们需要看看什么样的条件使得最大的降雪。 然后,我们可以看看气候变化如何影响这些条件,尤其是在冬季,气候和海洋的温度。 研究这些因素表明,北美地区的暴雪风暴的机会较大,但由于全球变暖,雪季的时间长度已经缩短。

金发女郎的温度

还有一种说法,它可以“太冷了,不能下雪“! 当然,这是一个神话,但实际上它有一个基础,因为当天气非常冷时,气氛会变冷冻。 那是因为大气可以承受的湿气量取决于温度。 在寒冷的条件下,雪很可能由非常小的水晶组成,有时非常轻而蓬松,像“钻石粉”。

相比之下,与约28°F至32°F的表面温度发生的最重的降雪 - 刚刚冰点以下。 当然,一旦它得到远高于冰点,雪变成了雨。 因此,有一个“金发女孩”的设置是恰到好处地导致超级暴风雪条件。 而这些条件正变得越来越有可能在仲冬由于人类活动引起的气候变化。

这个现象背后的物理学是由a 基本规律 这告诉我们,大气中的最大水分含量随着温度呈指数增长 - 也就是说,大气越暖,空气中的水分越多,因此降水的可能性就越大。

对于在海平面大多数情况下,有写着气氛可以为每个温度一华氏度增加持有更多4%水分一个经验法则。 一些并发症进来的冰相进入,但我们设置这些放在一边。 这意味着在整个潮湿温差大的差别:在50°F(10°C)的空气的持水量的两倍,在32°F(0°C)和14°F(-10℃, )的值只有24%,在50°F。

更多的水分

事实上,这种关系是至关重要的 为什么下雨? (或雪)。


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当一个包含水蒸汽的空气被提起时,它会进入较低的压力,膨胀和冷却。 在某些时候,它不能再保持那么多的水分,所以水分凝结成云,最终形成雨雪。 空气的提升大部分来自风暴,特别是在温暖的战线上,因为冷空气在暖和的空气中推动,暖空气在冷空气或冷锋前进。

在所有的风暴,降水的主要来源是在暴风雨开始的大气中的水分已。 这水分,如水蒸气,被暴风云集,带入风暴,浓缩,沉淀出来。 因此,如果有更多的水分的环境中,下雨(或下雪)更难。

这是如何发挥出当温度低于冰点? 在大约28°F和32°F,伴随着水分,意味着更多的雪金发温度范围:的确,在32°F降雪量将至少增加一倍,在14°F。 这可能是更因为温暖潮湿的空气浮力也可能有助于风暴本身的激化。

最近的冬季风暴和气候变化

冬季的热带风暴形成并发展为温度差异,这是大陆与邻近海洋之间最大的差异。

在冬季,在北美寒冷干燥的空气形成超过墨西哥湾流和北大西洋相对暖湿空气形成了鲜明对比。 而暖锋向北带领暖湿空气的标题,因为它上升向上风暴中产生的沉淀冷锋导致冷空气的南爆发。

其中所有的暴形式是不同的,现在只是30 40或几年前比它的环境 因为全球变暖。 在人类活动的大气成分的变化增加了二氧化碳等吸热温室气体,与距今约40主要来自化石燃料的燃烧超过1900%二氧化碳水平增加通过。

由此而来 能量失衡 温暖我们的星球。 而90的热量已经进入了海洋。 除了更高的海平面(自2.5以来1993英寸以上),全球海面温度(SST)由于1而上升了1970°F。

因此,全球变暖的内存主要是在海洋。 平均海洋上方的空气是温暖比1°F和更 通过5%湿润 自从全球变暖的1970s。 在北大西洋,有一个额外的变暖,地表海温比2-1981平均值高出2010°F(其中包括一个全球变暖成分),超过1000英里,超过北美海岸。 (见上图)。 一些额外的温暖可能是由于去年夏天在大西洋没有发生太多的飓风活动而引起的。

今年二月5-6,2010雪“炸弹”发生,并导致什么在它使用几个保守派参议员的时间为“Snowmaggedon”,简称 模拟全球变暖 戈尔。 然而,这是冬天有大量的大陆性寒冷空气。 有一个在正确的地方了轩然大波。 并有非常高的表面海水温度在亚热带大西洋 - 高达3°F(1.5°C)高于正常 - 这导致了水分的非凡数量被送入风暴。 它导致了华盛顿地区的降雪特殊金额。

每月雪
NASA / NOAA

今年早些时候,一月份的26-28,2015,最近一次冬季风暴称为Juno的地区,稍微偏北一点。 发展中国家的风暴正处于恰当的位置,以便在大陆和相对温暖的海洋之间形成强烈的对比,从而进入海洋的高湿度并发展。

部分地区降雪超过三英尺,新英格兰出现暴风雪,沿海地区出现大面积的海浪和侵蚀,伴随着与全球变暖相关的海平面上升。

展望未来,在隆冬,气候变化意味着降雪会增加,因为大气中可以容纳更多的4%水分温度每1°F增加。 所以只要它在零度以上不热情,结果是雪更大转储。

与此相反,在冬天的开始和结束,它升温不够,它更可能是雨水,所以总冬季降雪不会增加。 北半球雪盖的观察确实显示仲冬(12- 2月)(见上积雪图。)这是一个趋势的一部分,以更重的沉淀在美国略有增加,但在春天巨额亏损(见下图),尤其是在东北部。

降水变化
美国国家气候评估

换句话说:气候变暖是否导致或多或少的降水量因地区而异,但它改变了雪和雨之间的平衡。 只要保持在零度以下,积雪场是大,但雪季缩小在冬天的两端。 因此,更多的时间是花在下雨:在一些地区在滑雪,冬季中期,但用更短的滑雪季节中获益。

因为暴风雨中增加的水分也可以反馈和放大风暴本身,所以额外的雪很容易就可以从10% 气候变化成分.

另见:

Kevin Trenberth Trenberth,KE,2011:气候变化引起的降水变化。 气候研究,47,123-138,doi:10.3354 / cr00953。 [PDF]

有一个急剧增加 一天降水极端 在十月到三月的寒冷季节。

国家气候评估 数据说同样的事情.

这篇文章最初发表于 谈话.
阅读 原创文章.

关于作者

trenberth凯文Kevin Trenberth是美国国家大气研究中心的杰出资深科学家。 他一直积极参与政府间气候变化专门委员会(并在2007上分享诺贝尔和平奖)和世界气候研究计划(WCRP)。 他目前担任WCRP下的全球能源与水交换(GEWEX)计划的主席。 他拥有200期刊论文和460出版物,是地球物理学界引用最多的科学家之一。

披露声明:Kevin Trenberth获得能源部和国家科学基金会的资助。

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