閉目養神

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【原創】當亞馬孫雨林中的一隻蝴蝶扇動翅膀...(下)

(2024-01-25 15:09:48) 下一個

有關大氣中二氧化碳濃度增加造成溫室效應,是因為它們吸收陽光照射後產生的熱量,這些熱量原本是可以逃離出大氣層的,但卻因此滯留在大氣層內。其他可以產生溫室效應的物質有甲烷和水汽。但是二氧化碳之所以重要,是因為它們在大氣層中留置的時間很長。在這個過程中,二氧化碳最終是從生產它的源頭向全球擴散的。

但如果一個地方持續不斷的產生二氧化碳,雖然二氧化碳在不斷向外擴散,但是二氧化碳的產地的濃度也是肯定最高的,產生的溫室效應也最嚴重。

環太平洋國家的氣候受太平洋水溫影響。表現為兩個極端的“聖嬰(西語El Niño)現象”和“反聖嬰(La Niña)現象”。聖嬰現象是因為太平洋的海水溫度不定期的升高所致。水溫的升高與太平洋海底的火山活動有關聯,海底火山附近的海水可以達到驚人的攝氏一百度。而著名的在生物科技中普遍使用的各類PCR多聚酶(如用於新冠病毒篩檢--金筆注)即來自海底火山附近收集到的菌落。因為海水溫度的上升,導致更多的海水蒸發,大氣層中的水分增加,從而增加了太平洋周邊國家的降雨量。這也包括加州冬季的降雨量增加。而反聖嬰現象正好與此相反,海底火山活動減弱,海水溫度降低,海水蒸發減少從而導致太平洋周邊國家降雨量下降和加州幹旱。

下麵做一個大腦實驗。

設想一個臉盆,裏麵盛著半盆水,臉盆上麵蓋一塊玻璃,玻璃板沒有完全蓋住臉盆。在常溫底下觀察一段時間,玻璃板底麵有什麽沒有改變嗎?應該沒有。但是,如果把水盆裏的水溫提高兩個攝氏度,再觀察一段時間會發生什麽呢?這時候應該看到玻璃板的下麵會積累一層薄薄的水霧。但如果把玻璃板的溫度降低兩個攝氏度,再觀察一段時間後,會發現什麽呢?這時候也應該看到玻璃板的下麵也會積累一層薄薄的水霧。

結論:升高水的溫度和降低水麵氣體的溫度同樣都可以增加水的蒸發。

環太平洋氣候中,近年發生顯著改變的有兩件事。一是美國持續減排(見中篇),雖然美國的整體氣溫還沒有得到改善。但是美國西部(加州,俄勒岡,華盛頓,及其他臨近西部諸州)的全年氣溫及走勢圖是有顯著改善的(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島國湯加附近的海底火山再次爆發,將大量的火山灰燼送至20公裏以上的平流層(up stratosphere),同時也將大量的水汽送入大氣層中。火山活動已於二零二二年一月進入休眠期。水汽一般在大氣層中滯留的時間不長,它的溫室效應作用已經基本消失了。但是火山噴發出來的顆粒很大還停留在大氣層中,它們部分的遮蔽並反射陽光的照射,長期作用是降低地表的溫度。

近年隨著美國西部的氣溫下降,加州的幹旱也有所改善。以往差不多每六、七年裏,除了一、二年是豐水外,其餘都是幹旱年。但是近來發生連續三年冬天(2021-22年,2022-22和2023-24年)多雨。其中2021-22年冬季多雨是因為聖嬰現象。但是2022-23以及2023-24年,太平洋的水溫沒有上升。但是這兩年均是多雨。今年是連續不斷的下雨。而2022-23年冬季,連續十多天的暴雨或大暴雨。雖然大暴雨當頭,可神奇的是加州沒有哪一座城市被水淹。可見美國的基礎設施建設是很紮實的。

所以,這兩個比較持久的因素都是降低大氣的溫度,從而增加了太平洋海水的蒸發和空氣中的水分。

下麵再做一個大腦實驗。

地球的自轉是從西向東運動,所以站在地球上看太陽,它從東麵升起,在西方落下。美國在中國的東方,中國在美國的西麵。地麵上的萬物也是隨著地球從西向東行走。但是,大氣層裏的氣體呢?首先,物體的慣性使得氣體滯留在空中,但是由於地表和空氣之間的摩擦力逐漸的拉動氣體跟隨地表從西向東運動。不過氣體的運動速度比地表運動速度慢,所以氣體的運動是滯後的,它的相對運動是從東向西行走。

結論:從美國西岸和太平洋上空的氣體是向西,向中國運動。

這也是為什麽從墨西哥灣形成的颶風(Tropical cyclone)來到太平洋上空,在曆史上它們很少向東行走侵襲加利福尼亞(去年有很偶然的一次襲擊南加州)。這些颶風通常是一路向西,消失在太平洋上。雖然大氣層低層(low stratosphere)的氣體是從美國向中國移動。但是在大氣層高層約在五到十英裏高度上(mid to up stratosphere),Jet Stream 則是相反,從西向東移動。所以,從中國放的高空氣球會隨著氣流直奔美國!

環太平洋國家的氣候是相連的。美國多雨,必定中國也多雨。

至於為什麽聖嬰現象導致加州多雨呢(因為大氣總體上是向西運動的)?這和冬季的氣流有關。即從南太平洋來的暖流在冬天沿美國西海岸向北移動,造成加州溫暖的冬天。所以聖嬰現象在加州表現為冬季多雨。而在太平洋沿岸的其他國家,比如中國,聖嬰現象則表現為春季、夏季、甚至秋季,多雨。

當含帶更多水分子的冷氣體,從美國沿太平洋達到中國上空。在那裏,當它遇到持續增高的溫室效應(溫室效應本身就會增加空氣中的含水量),中國的降雨量自然就會大大的增加了。去年冬天加州多雨,後來中國京津冀地區暴雨洪災。今年冬天加州還是多雨,則今年中國必須要提前預防暴雨所形成的洪災。

但具有諷刺意味的是,美國實實在在的在減排,帶來氣溫下降,同時也緩解了加州的旱情。而中國在成為全球製造中心後,向全世界送太陽能光電板,在降低全世界多數地方的碳排放的同時,中國自己的碳排放增加,溫室效應在加重,當中國遇到從太平洋和美國來的濕冷空氣時,中國百年一遇,甚至五百年一遇的洪澇災害更趨頻繁。

轉了一圈,甚至轉了半個地球,我們又回到“一隻蝴蝶在亞馬孫雨林中扇動翅膀,後續可以引發地球另一端的氣候改變”了。雖然這是一家之言。或許這樣的解釋不一定經得起推敲吧,但我仍堅定的相信是真的。

結論:當亞馬孫雨林中的一隻蝴蝶扇動翅膀,看守好生養自己的一方水土,不要作孽,也不準別人作孽,否則必會遭到大地母親的懲罰。

謝謝閱讀。

金筆,2024年一月二十五日,於文學城

 

 

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閱讀 ()評論 (3)
評論
ENSO2015 回複 悄悄話 回複‘金筆’的評論:

沒錯,加州的降雨變化的確受ENSO(El Nino-Southern Oscillation)的影響,我們把它叫做遙相關(Teleconnection)。其中的物理過程涉及到在赤道太平洋與ENSO有關的海溫異常在大氣中產生Rossby 波,這個波動傳到extratropics, 改變了急流(jet)的強度和位置,從而影響區域的降雨。

您文中說到墨西哥灣,如果是指Gulf of Mexico, 那麽它在加州的東南方向,那裏產生的颶風,如果向東移動,是不可能達到加州的。Tropical cyclone是熱帶氣旋,隻有達到一定的強度,才叫颶風(hurricane)。
金筆 回複 悄悄話 回複 'ENSO2015' 的評論

你說的是赤道的風吧,它也是影響因素之一。但是太平洋的水溫不定期的升高和降低直接和太平洋周邊國家的降雨量有關。二者交互作用也是有的。但是加州的降雨量直接掛上的是太平洋的溫度。
ENSO2015 回複 悄悄話 El Nino 以及 La Nina 的產生是赤道太平洋地區海氣相互作用的結果,與海底火山活動沒有必然的聯係。
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