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【原创】当亚马孙雨林中的一只蝴蝶扇动翅膀...(下)

(2024-01-25 15:09:48) 下一个

有关大气中二氧化碳浓度增加造成温室效应,是因为它们吸收阳光照射后产生的热量,这些热量原本是可以逃离出大气层的,但却因此滞留在大气层内。其他可以产生温室效应的物质有甲烷和水汽。但是二氧化碳之所以重要,是因为它们在大气层中留置的时间很长。在这个过程中,二氧化碳最终是从生产它的源头向全球扩散的。

但如果一个地方持续不断的产生二氧化碳,虽然二氧化碳在不断向外扩散,但是二氧化碳的产地的浓度也是肯定最高的,产生的温室效应也最严重。

环太平洋国家的气候受太平洋水温影响。表现为两个极端的“圣婴(西语El Niño)现象”和“反圣婴(La Niña)现象”。圣婴现象是因为太平洋的海水温度不定期的升高所致。水温的升高与太平洋海底的火山活动有关联,海底火山附近的海水可以达到惊人的摄氏一百度。而著名的在生物科技中普遍使用的各类PCR多聚酶(如用于新冠病毒筛检--金笔注)即来自海底火山附近收集到的菌落。因为海水温度的上升,导致更多的海水蒸发,大气层中的水分增加,从而增加了太平洋周边国家的降雨量。这也包括加州冬季的降雨量增加。而反圣婴现象正好与此相反,海底火山活动减弱,海水温度降低,海水蒸发减少从而导致太平洋周边国家降雨量下降和加州干旱。

下面做一个大脑实验。

设想一个脸盆,里面盛着半盆水,脸盆上面盖一块玻璃,玻璃板没有完全盖住脸盆。在常温底下观察一段时间,玻璃板底面有什么没有改变吗?应该没有。但是,如果把水盆里的水温提高两个摄氏度,再观察一段时间会发生什么呢?这时候应该看到玻璃板的下面会积累一层薄薄的水雾。但如果把玻璃板的温度降低两个摄氏度,再观察一段时间后,会发现什么呢?这时候也应该看到玻璃板的下面也会积累一层薄薄的水雾。

结论:升高水的温度和降低水面气体的温度同样都可以增加水的蒸发。

环太平洋气候中,近年发生显著改变的有两件事。一是美国持续减排(见中篇),虽然美国的整体气温还没有得到改善。但是美国西部(加州,俄勒冈,华盛顿,及其他临近西部诸州)的全年气温及走势图是有显著改善的(https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/climate-at-a-glance/statewide/time-series)

另一事件是二零二一年底南太平洋岛国汤加附近的海底火山再次爆发,将大量的火山灰烬送至20公里以上的平流层(up stratosphere),同时也将大量的水汽送入大气层中。火山活动已于二零二二年一月进入休眠期。水汽一般在大气层中滞留的时间不长,它的温室效应作用已经基本消失了。但是火山喷发出来的颗粒很大还停留在大气层中,它们部分的遮蔽并反射阳光的照射,长期作用是降低地表的温度。

近年随着美国西部的气温下降,加州的干旱也有所改善。以往差不多每六、七年里,除了一、二年是丰水外,其余都是干旱年。但是近来发生连续三年冬天(2021-22年,2022-22和2023-24年)多雨。其中2021-22年冬季多雨是因为圣婴现象。但是2022-23以及2023-24年,太平洋的水温没有上升。但是这两年均是多雨。今年是连续不断的下雨。而2022-23年冬季,连续十多天的暴雨或大暴雨。虽然大暴雨当头,可神奇的是加州没有哪一座城市被水淹。可见美国的基础设施建设是很扎实的。

所以,这两个比较持久的因素都是降低大气的温度,从而增加了太平洋海水的蒸发和空气中的水分。

下面再做一个大脑实验。

地球的自转是从西向东运动,所以站在地球上看太阳,它从东面升起,在西方落下。美国在中国的东方,中国在美国的西面。地面上的万物也是随着地球从西向东行走。但是,大气层里的气体呢?首先,物体的惯性使得气体滞留在空中,但是由于地表和空气之间的摩擦力逐渐的拉动气体跟随地表从西向东运动。不过气体的运动速度比地表运动速度慢,所以气体的运动是滞后的,它的相对运动是从东向西行走。

结论:从美国西岸和太平洋上空的气体是向西,向中国运动。

这也是为什么从墨西哥湾形成的飓风(Tropical cyclone)来到太平洋上空,在历史上它们很少向东行走侵袭加利福尼亚(去年有很偶然的一次袭击南加州)。这些飓风通常是一路向西,消失在太平洋上。虽然大气层低层(low stratosphere)的气体是从美国向中国移动。但是在大气层高层约在五到十英里高度上(mid to up stratosphere),Jet Stream 则是相反,从西向东移动。所以,从中国放的高空气球会随着气流直奔美国!

环太平洋国家的气候是相连的。美国多雨,必定中国也多雨。

至于为什么圣婴现象导致加州多雨呢(因为大气总体上是向西运动的)?这和冬季的气流有关。即从南太平洋来的暖流在冬天沿美国西海岸向北移动,造成加州温暖的冬天。所以圣婴现象在加州表现为冬季多雨。而在太平洋沿岸的其他国家,比如中国,圣婴现象则表现为春季、夏季、甚至秋季,多雨。

当含带更多水分子的冷气体,从美国沿太平洋达到中国上空。在那里,当它遇到持续增高的温室效应(温室效应本身就会增加空气中的含水量),中国的降雨量自然就会大大的增加了。去年冬天加州多雨,后来中国京津冀地区暴雨洪灾。今年冬天加州还是多雨,则今年中国必须要提前预防暴雨所形成的洪灾。

但具有讽刺意味的是,美国实实在在的在减排,带来气温下降,同时也缓解了加州的旱情。而中国在成为全球制造中心后,向全世界送太阳能光电板,在降低全世界多数地方的碳排放的同时,中国自己的碳排放增加,温室效应在加重,当中国遇到从太平洋和美国来的湿冷空气时,中国百年一遇,甚至五百年一遇的洪涝灾害更趋频繁。

转了一圈,甚至转了半个地球,我们又回到“一只蝴蝶在亚马孙雨林中扇动翅膀,后续可以引发地球另一端的气候改变”了。虽然这是一家之言。或许这样的解释不一定经得起推敲吧,但我仍坚定的相信是真的。

结论:当亚马孙雨林中的一只蝴蝶扇动翅膀,看守好生养自己的一方水土,不要作孽,也不准别人作孽,否则必会遭到大地母亲的惩罚。

谢谢阅读。

金笔,2024年一月二十五日,于文学城

 

 

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ENSO2015 回复 悄悄话 回复‘金笔’的评论:

没错,加州的降雨变化的确受ENSO(El Nino-Southern Oscillation)的影响,我们把它叫做遥相关(Teleconnection)。其中的物理过程涉及到在赤道太平洋与ENSO有关的海温异常在大气中产生Rossby 波,这个波动传到extratropics, 改变了急流(jet)的强度和位置,从而影响区域的降雨。

您文中说到墨西哥湾,如果是指Gulf of Mexico, 那么它在加州的东南方向,那里产生的飓风,如果向东移动,是不可能达到加州的。Tropical cyclone是热带气旋,只有达到一定的强度,才叫飓风(hurricane)。
金笔 回复 悄悄话 回复 'ENSO2015' 的评论

你说的是赤道的风吧,它也是影响因素之一。但是太平洋的水温不定期的升高和降低直接和太平洋周边国家的降雨量有关。二者交互作用也是有的。但是加州的降雨量直接挂上的是太平洋的温度。
ENSO2015 回复 悄悄话 El Nino 以及 La Nina 的产生是赤道太平洋地区海气相互作用的结果,与海底火山活动没有必然的联系。
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