西藏高原
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李英
李英
西藏高原可能位於地球的另一端，與加州相距甚遠，但亞洲這片高海拔地區發生的事情，可能會引發一連串的變化，增強強大的大氣河流，給美國西海岸帶來會造成洪水的降雨和大量降雪。
我的大氣科學家團隊發現了這種聯繫，我們在發表於《Science Advances》雜誌上的一項新研究中，解釋了它是如何運作的。
加州出人意料的降雨
加州及其鄰近地區在2016–2017年和2022–2023年的冬季出現了創紀錄的降水，導致大範圍的洪水和基礎設施損壞。
美國太平洋沿岸在冬季雨季經常會遭遇大氣河流風暴，但那些年份的情況尤其引人注目，因為這些事件發生在拉尼娜（La Niña）狀態下，而拉尼娜通常與加州相對乾燥的冬季有關。拉尼娜是厄爾尼諾（El Niño）較冷的一面；兩者是與海洋溫度有關的一種氣候模式——厄爾尼諾-南方濤動（El Niño-Southern Oscillation）的兩個極端狀態。
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這兩個多暴雨的冬季凸顯了季節性天氣預報的一個重要局限：像厄爾尼諾和拉尼娜這樣的海洋現象雖然很重要，但它們並不能解釋全部情況。沒有任何全球計算機模型能夠僅根據海表溫度，預測或模擬出2016–2017年和2022–2023年冬季加州出現的大量降水。
西藏高原與此有什麼關係
我們的研究提供了證據表明，初冬時西藏高原異常偏高的地表溫度，可能有助於形成有利於大氣河流增強的大氣條件，使美國太平洋沿岸在之後的季節出現更強的大氣河流，從而增加加州及周邊地區發生極端降水的可能性。
我們首先分析了觀測數據，發現初冬西藏高原的地表溫度與冬末加州的降水量之間存在具有統計顯著性的關係。但是，僅憑統計關係並不能證明因果關係，因為這兩者都有可能受到另一個因素的影響。
接下來，我們使用氣候模型實驗來檢驗：西藏高原的升溫是否真的能夠促成超過7,200英里（11,600公里）以外地區的極端降水。
當全球地球系統模型主要根據海表溫度進行驅動時，它無法再現西藏高原的強烈升溫，也無法再現觀測到的加州極端降水。但是，當我們使用觀測到的西藏高原地表溫度來改善模型的初始條件後，模型成功再現了西藏高原初冬的升溫，以及加州冬末的降水情況。
這種聯繫之所以成為可能，是因為西藏高原面積巨大，覆蓋了中國西南部的大部分地區以及鄰近國家的一些地區，而且海拔極高，平均海拔約為14,800英尺（4,500米）。當高原地表異常變暖時，它會加熱上方的大氣層，從而改變高原與周圍地區之間的溫度差異。
更好地預測大氣河流
大氣河流是天空中狹長的水汽輸送通道，可以輸送大量的水汽。當它們到達美國西海岸時，可能帶來強降雨和大雪。
許多以往的研究都表明，大氣河流是加州最大規模降水事件的關鍵因素。我們的研究結果表明，初冬西藏高原的升溫，可以幫助增強導致這些風暴變得特別強烈的大尺度大氣條件。
這種聯繫還有可能改善天氣預報。傳統的預報系統很大程度上依賴海洋狀況，尤其是厄爾尼諾-南方濤動。我們的研究結果表明，數千英里之外的陸地狀況，也可能為未來的天氣變化提供額外的線索。
西藏高原的狀況也會影響世界其他地區的天氣，包括東亞季風。我們過去的研究發現了類似的規律：落磯山脈春季的氣溫會影響美國南部大平原地區的天氣模式。
監測初冬西藏高原的氣溫，並結合海洋和大氣狀況，可以幫助預報員更好地評估之後季節美國西海岸發生極端降水的風險。將這些陸地信號納入天氣預報系統，最終可以為社區、水資源管理人員和應急規劃人員提供更多時間，以便為可能造成嚴重破壞的大氣河流季節做好準備。
