野火可能引發罕見的“三次探底”拉尼娜現象

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2019 - 2020年澳大利亞致命森林大火產生的煙塵讓世界大吃一驚。

圖片來源：RICK RYCROFT/AP

2019年，澳大利亞經歷了該國自有記錄以來最致命山火。大火燒毀了19萬平方公里土地，造成數十人以及約10億只動物死亡，數千座建筑物被毀。森林大火釋放出的滾滾濃煙，甚至在太空中都能看得到。

令人驚訝的是，根據5月10日發表在《科學進展》上的一項新的建模研究，這種煙霧可能在另一半球引發了一種重要的氣候現象：熱帶太平洋罕見的3年拉尼娜現象。

加州大學圣巴巴拉分校的氣候科學家Samantha Stevenson表示，該研究結果強調了一種觀點，即火災和其他事件“可能對氣候產生非常強烈的影響，而我們對此并不完全了解”，如果科學家能夠解釋野火的原因，對拉尼娜現象和其他季節性事件的預測可能會得到改善。

拉尼娜現象是指南美洲海岸深處的冷水導致熱帶太平洋表層水周期性降溫。這種轉變影響了世界各地的天氣。最近“三次探底”拉尼娜現象不僅給巴基斯坦和澳大利亞東部帶來了洪水，還加劇了非洲的干旱，那里有數千萬人正在與嚴重的饑餓和缺水作斗爭。

利用NCAR的氣候模型，領導這項研究的美國國家大氣研究中心的氣候科學家John Fasullo和同事模擬了2019至2021年的全球大氣條件。在第一組中，該模型通過估計野火的排放計算了煙霧。在第二組中，該模型結合了野火煙霧的特定衛星數據，其中大部分來自澳大利亞。

過去的研究表明，火山爆發產生的氣體羽流可以通過反射陽光和冷卻表面產生類似拉尼娜現象的條件。但火山氣溶膠往往比野火煙霧在大氣中停留的時間更長，漂浮的高度也更高，從而延長了其影響。因此，研究小組認為，相比之下，煙霧對拉尼娜現象的影響將相形見絀。“但我們錯了。”Fasullo說。

接下來，這種較冷的空氣改變了熱帶輻合帶（ITCZ）的位置，這是一條通常位于赤道上的雨帶，南北半球的東風在赤道上碰撞。冷空氣推動ITCZ向北移動，增強了熱帶上空的東風。這些風將溫暖的地表水推向西部，有助于冷水從深處上升，更加穩固了拉尼娜現象。

沒有參與這項研究的蘇黎世聯邦理工學院的氣候科學家Robert Jnglin Wills說，盡管野火在模擬中似乎明顯影響了拉尼娜現象，但沒有一個模型是完美的。

美國國家海洋和大氣管理局氣候預測中心的氣候科學家Michelle L’Heureux表示，測試多個模型將有助于驗證這些發現，尤其是用于實時預測的模型。她說，很難將野火的影響與另一種無法解釋的趨勢的影響區分開來，這種趨勢自20世紀70年代以來一直將熱帶太平洋推向拉尼娜現象。“我們可能只是看到了兩個因素。但我們仍然需要了解每個因素有多少影響。”L’Heureux說。

Fasullo的團隊正在用其他可能受野火影響的拉尼娜現象測試該模型。他說，自1950年以來，其他3次有記錄的拉尼娜現象之一與1974-1975年澳大利亞的另一次大規模森林大火同時發生，這可能不是巧合。

Fasullo說，這項研究還強調了季節性預報和氣候模型的必要性，以正確解釋野火。2022年聯合國的一份報告發現，由于氣候變化和土地利用的變化，到本世紀末，發生災難性火災的可能性會增加57%。Fasullo說，解開這些地區性事件的全球影響未來會更加重要。“至少在某些情況下，野火可能是一個非常重要的可預測性來源。”