关于北极变暖和美国冬天我们能够和不能说什么

当然感觉美国东北部正在变得越来越雪。

在3月的前两周，三场冬季风暴袭击了从华盛顿特区到波士顿的东北走廊。在过去的十年中，一连串极端的冬季风暴袭击了该地区，诞生了聪明的波斯特城名称，如Snowpocalypse(2009)，Snowmageddon(2010)和Snowzilla(2016)。

发生什么了?研究人员此前曾表示，中纬度的极端天气可能与气候变化对北极的影响有关，特别是北冰洋海冰覆盖面显着减少。现在，3月13日在线发表在“ 自然通讯”杂志上的 一项研究报告显示，过去十年美国东北部严重的冬季天气与北极变暖趋势之间存在强烈的相关性。

该研究的两位作者，位于马萨诸塞州的气候和天气风险评估小组大气与环境研究的气候学家Judah Cohen和罗格斯大学的大气科学家Jennifer Francis长期以来一直支持北极变暖对天气产生深远影响的假设。在中纬度(SN：3/12/15)，从严重的降雪到热浪。弗朗西斯和一位同事在2012年提出，北极的海冰减少会减缓极地急流，一股气流在地球北部和中纬度上空流动。缓慢的急流会变得更加蜿蜒，大的蜿蜒曲折可能会突然进入中纬度; 研究人员建议，这样的海浪可以让冬季风暴向南推进并徘徊。

这个想法引人注目，尤其是在美国东北部发生两次大规模暴风雪之后。但许多科学家对此持怀疑态度，这表明潜在的大气动力学- 如何在遥远的北方可能塑造中纬度地区天气逐渐减少海冰-仍然不明朗。研究人员继续争论这个问题。

温暖的北极，寒冷的大陆

最近的一项研究是在美国东北部发生的不仅两次而是三次冬季暴风雨之后发生的。科恩和弗朗西斯与AER的合着者Karl Pfeiffer分析了自1950年以来美国12个城市遭遇冬季风暴的频率，其中包括西雅图，芝加哥和纽约市，并发现与北极气温持续相关，尤其是东北地区。

为此，研究人员使用了两种温度异常仪。其中一个称为极顶位势高度异常(PCH)，实质上是对高层大气压力波谷和山脊的衡量标准 - 电视新闻中熟悉的高压区和低压区。另一种是极帽温度异常，或PCT，温度的衡量标准。它们共同描述了大气热量和湿度的变化，以及它们如何转化为天气模式。

该研究的发现支持了所谓的温暖的北极 - 寒冷大陆假说。但仍然有一个缺失的部分，作者承认这一观察性研究无意回答：是什么推动了这些变化。事实上，过去二十年北极变化是深远的 - 不仅仅是海冰减少，而且欧亚大陆的降水明显增加，因而积雪也显着增加。这两个因素都可能与观察到的天气模式有关。

然而，大气遥相关 - 气候现象之间的长距离联系，往往跨越数千公里 - 是一个非常纠结的网络。与温室气体引起的气候变化有关的许多因素可能会导致中纬度天气异常。例如，气候变暖可以改变北极和地球表面附近的热带之间的热量平衡，从而影响喷流。

宾夕法尼亚州气候学家理查德·艾利(Richard Alley)表示，墨西哥湾温暖的海水还可以为袭击美国东海岸的风暴提供额外的能量，他没有参与这项新的研究。他补充说，风暴轨道，厄尔尼诺南方涛动等大气候模式的强度和频率 - 温室气体会对它们产生影响，而且还没有太多数据。

解开天气的网络

旨在确定北极海冰损失影响的气候模拟还没有发现吸烟枪。最近的一项研究表明，问题可能在于计算机模型本身，它们难以完全复制真实世界的条件。

另一个问题是这些模型中设定的条件可能差异很大。科恩指出，以前模型关于北极对低纬度天气影响的结论已经遍布全球。“无论你的观点是什么，都有一个支持它的模型，”他说。他是今年开展的一个大型项目的成员，被称为极地扩增模型比对项目，旨在通过协调模型条件来试图梳理北极的影响来解决这个问题。这些模拟的第一个结果应该在一年内可用。

“我不确定会发生什么，”科恩说。“人们往往最相信自己的模特。”

目前，关于北极变化是否是近年来袭击美国东北部的冬季风暴的主要驱动因素，陪审团仍然没有考虑。然而，即使没有明确的答案，如果只是为了提醒人们人类引起的气候变化与冷热点和热浪有关，那么将新闻主题放在新闻中也许是值得的。科恩疲惫地指出，“每次感冒，每个人都在开玩笑：'我希望我们有全球变暖。'”

无论气候模型发现什么，通过改进风险预测和预测来调查天气中的这些长距离链路也可以获得回报。“我们仍然可能发现成功是遥远的或不可能的，但了解可预测性的极限也是有价值的，”Alley说。“问题在于，在研究有足够的时间以我们所希望的自信水平产生它们之前，这项研究的价值创造了公众对答案和产品的渴望。这是在一个重要领域研究新兴科学的必然紧张。“