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警惕大旱之后的大涝：水汽集中在大气河和大气湖
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警惕大旱之后的大涝：水汽集中在大气河和大气湖
吉林大学：杨学祥，杨冬红
关键提示
举世瞩目的全球高温干旱自2022年3月从印度高温开始到欧美高温干旱已超过6个月，大气中的水汽去哪了？
2021年12月16日，在美国地球物理学会（AGU）秋季会议上，来自美国迈阿密大学的布莱恩·马佩斯（Brian Mapes）教授提出了一个新的大气概念，或称作新的天气现象，介绍了关于“大气湖（Atmospheric Lakes）”的发现和研究成果。
相比“大气河”，“大气湖”的尺度要小很多，实际上是指空中某处的水汽密集区，像悬浮在空中的水池。顾名思义，湖泊不会像河流那样奔流不息，而是呈现相对稳定的状态，活跃的对流云团在空中某一区域缓慢移动，与大多数风暴有所区别的是“湖”中没有显著的涡旋风场。马佩斯教授最先发现的“大气湖”是在赤道附近的南亚季风区西侧的印度洋上空，从季风的水汽流场中分离而出，形成孤立的水汽柱状体（ColumnWater Vapor，CWV），其主要特征是含有足以产生降雨的高度集中的水汽，赤道附近平静的风场使“大气湖”缓慢向西漂浮移动，逐渐向非洲沿岸靠近。
事实上，从文章动画中，我们只看到蓝色的“大气河”向西漂移，黄色的“大气大陆”相对不动。这表明，上升中的“大气河”是在科里奥利力的作用下向西漂移的，就像低纬度的暖空气上升导致向西漂移的信风带一样。这就是说，“大气河”是边上升边西移，不是被动被风场推动，而是加快风场的形成。由于水汽多的“大气河”的密度大于“大气大陆”，所以产生较大的向西漂移速度。
“大气河”和“大气湖”降温、沉降、东移才是降水的必要条件，非洲沙拉沙漠的高温干燥不具备这一条件，是非洲干旱的根本原因。大西洋和北美具备这一条件。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1318977.html
2022年3-8月，异常高温使大气中的水汽上升到高空形成大气河和大气湖，将少了全球降水，造成旱灾肆虐全球。经过大气环流，大气河和大气湖中的水汽伴随全球降温，会集中特定地区形成暴雨，造成大旱之后的特大洪灾。
关注我国南涝北旱向南旱北涝的转变，关注2023-2025年月亮赤纬角极大值导致的中国北方洪涝灾害。
被忽视的南旱北涝警告
中国天气网讯 今年7至8月，长江流域降雨明显偏少，四川、重庆、江西等地遭遇持续性极端高温天气。受高温少雨天气影响，长江流域旱情发展迅速，目前特旱面积已达8.9万平方公里，给农业生产、电力供应等方面造成明显影响。长江流域气象干旱给当地带来了哪些影响？正值汛期却喊“渴”，谁是幕后推手？何时迎来天气转折？
中国“南旱北涝”具有六大特征：
第一、 与拉马德雷冷位相对应；
第二、 与我国低温期对应
第三、 与全球强震活跃期对应；
第四、 与世界流感大爆发时期对应；
第五、 与强拉尼娜对应；
第六、与月亮赤纬角极大值对应。
2023-2025年为月亮赤纬角极大值，2000-2035年为拉马德雷冷位相，2014-2016年月亮赤纬角最小值形成的连续最热年记录已经过去9年，2014-2012年发生6次8.5级以上地震，2009年发生甲型流感，2019年发生新冠疫情，2020-2022年连续三年发生拉尼娜，
我们在2021年7月18日指出，北方洪水将进入高潮：我国“北旱南涝”会被“北涝南旱”所替代。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1351717.html
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1352664.html
相关资料
印度遇122年来最高温
2022年4月29日，世界气象组织发文称，酷热正席卷印度和巴基斯坦的大部分地区，影响着这个世界上人口最稠密地区之一的数亿人。
据世界气象组织，印度气象部门表示，4月28日大部分地区的最高气温达到了43-46摄氏度，这种高温将持续到5月2日。
巴基斯坦也出现了类似的温度。巴基斯坦气象部门表示，在该国的大部分地区，白天的温度可能比正常温度高5摄氏度至8摄氏度。该部门警告说，在吉尔吉特-巴尔蒂斯坦和开伯尔-普赫图赫瓦的山区，异常的高温会加速冰雪融化，并可能在脆弱地区引发冰湖溃决洪水或山洪暴发。空气质量已经恶化，大片土地面临极度的火灾危险。
今年，印度出现了有史以来最热的3月，平均最高气温为33.1摄氏度，比长期平均气温高出1.86摄氏度。巴基斯坦也记录了至少60年来最热的3月，许多气象站打破了纪录。 譬如，巴基斯南部城市土尔巴特（Turbat）在2017年5月28日就记录了世界第四高的温度——53.7摄氏度。
世界气象组织表示，预计21世纪印度季风季节前的热浪频率、持续时间、强度和覆盖面积将大幅增加，而热浪是由高压系统触发的。
世界气象组织并解释道，在季风季节前，印度和巴基斯坦都经常出现高温，尤其是在5月。但热浪发生在4月的情况，不太常见。
世界气象组织表示，将印度和巴基斯坦的极端高温仅仅归因于气候变化还为时过早。然而，这与该组织对气候变化的预期是一致的。热浪比过去更频繁、更强烈、开始得更早。
政府间气候变化专门委员会在其第六次评估报告中说，本世纪南亚的热浪和湿热压力将更加强烈和频繁。印度地球科学部最近发布了一份关于印度气候变化的公开出版物。它用了整整一章来讨论温度变化。
1951年至2015年期间，印度极端温暖天气的频率增加，在1986年至2015年的近30年期间，变暖趋势加速(高度可信)。自1986年以来，最热的一天、最热的一夜和最冷的一夜都出现了显著的变暖。
印度季风季节前的热浪频率、持续时间、强度和覆盖面积预计在21世纪将显著增加(高度可信)。
据第一财经5月1日报道，当地时间30日，印度气象局预测，5月，印度北部和西部地区的气温可能高达50摄氏度，对作物和工业活动产生不利影响，这一读数已经接近印度122年来最高水平了。
https://new.qq.com/rain/a/20220502A0056500
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1336966.html
【环球时报驻德国、加拿大特约记者 青木 陶短房 刘明 陈康 柳玉鹏】北半球都陷入了“炙烤”模式。欧亚多地的气温不断刷新着历史纪录。欧洲正在经历500年来最为严重的干旱，许多河流几乎完全干涸。西班牙7月以来已有近3000人死于高温。在亚洲，中国中央气象台已经连续20多天发布高温预警，40摄氏度的高温甚至排不进全国前十。众多专家发出警告，全球变暖正以过去两千年来前所未有的速度发生，未来热浪干旱等极端天气将成为新常态。北京交通大学碳中和科技与战略研究中心主任王元丰14日接受《环球时报》记者采访时表示，气候危机迫在眉睫，不仅已经侵入了我们正常的经济和社会生活，而且其危害还在不断地扩展。人类必须带着“危机感”立即展开行动。
“欧洲正在干涸”
“欧洲正在干涸——高温和干旱正在成为常态”，德国新闻电视台13日称，几十年来最严重的干旱目前正在袭击西欧的家庭、农民和企业。许多地区的情况都是一样的：干枯的田野、干涸的河床。专家们警告，干燥的冬天和炎热的夏天正在使水资源短缺成为新常态。德国波茨坦气候影响研究所的专家霍夫曼称：“如果我们在未来几年不采取大规模的对策，40摄氏度以上的高温将成为未来夏天的常态。”
“从西班牙干涸开裂的水库到多瑙河、莱茵河和波河等主要河流水位下降，一场史无前例的旱灾正席卷近半个欧洲。”美联社称，欧洲大陆多数地区近两个月没有出现明显降水，专家说这是500年来最严重的干旱。
“世界末日来了：欧洲正经历高温、干旱和火灾。”英国《每日邮报》称，在人们看来，“世界末日已经来临”。英国正经历1935年以来最干旱的夏季。少雨使水库、河流和地下水枯竭，伦敦各大公园原本绿油油的草地已经完全变成了黄色。报道称，英国已禁止居民为草坪和花园浇水。
在法国，由于极度干旱和高温，多地森林大火再次燃烧，过火面积达上万公顷。法国最长的河流、长度超过1000公里的卢瓦尔河的水位已严重下降，有的地方甚至完全干涸，人们可以从河床走到对岸，鞋都不会湿。人们在互联网上分享的照片显示这条大河的河床看起来更像是沙漠。
https://www.163.com/dy/article/HEPS5EBA0514R9OJ.html?f=post2020_dy_recommends
据CNN8月12日报道，西欧周四正在与应对极端高温和干旱的影响作斗争，野火导致法国疏散，意大利农民因严重干旱而损失高达80%的收成。
美联社8月13日也报道称，前所未有的干旱正在折磨近一半的欧洲。它正在破坏农业经济，迫使用水限制，引起野火并威胁到水生物种。此外，非洲大陆西部、中部和南部地区近两个月没有大雨。英国政府周五正式宣布英格兰南部和中部发生干旱，这是有记录以来最炎热，最干燥的夏季之一。
值得注意和警惕的是，由于气候变化，全球不少地区的人民正在经历巨大的热浪、罕见的干旱以及致命的野火和洪涝。
在法国西南部，随着气温持续上升，1000多名消防员已经与波尔多附近的大规模野火进行了三天的斗争
全球多地发布高温警告
据CNN8月12日报道，西班牙国家气象局发出警告称，随着半岛热浪的持续，西班牙各地的高温都会持续。周四，该国各地都发出了高温警告，受影响社区最集中于西班牙东北部靠近法国边境的地区。该国大部分地区周五都有高温警告，预计西班牙东北部和南部的最高气温将超过40摄氏度。
英国也遭受了又一周的高温，伦敦消防队周四将英国首都描述为“火药桶干燥”，因为消防员今年夏天与该市“前所未有”增加的野火作斗争。
一份声明中显示，消防员在8月的第一周处理了340起草地、垃圾和露天火灾，而去年同一周为42起火灾，这相当于增加了八倍。消防队长要求伦敦人不要在开放空间或阳台上烧烤，安全地处理垃圾并正确扑灭香烟。
周二，英国气象局对英格兰和威尔士的部分地区发出了“琥珀色极端高温警告”。该警告于周四至周日生效，可能对卫生运输和基础设施产生影响。根据声明，预计气温将在周五和周六达到峰值，并且“可能”达到30摄氏度（86至95华氏度）的中低温度。
琥珀色极端高温警告现已生效，预计未来几天某些地区的气温将达到37摄氏度（99华氏度）。当局警告说，热浪可能会影响健康，交通和工作条件。
欧洲遭遇500年来最严重的干旱
美联社8月13日发布报道称，预计欧洲的干旱期将继续下去，专家认为这可能是500年来最严重的干旱。
因为较热的温度加速了蒸发，干旱的植物吸收了更多的水分，冬季降雪量减少，限制了夏季可用于灌溉的淡水供应。欧洲并不是唯一一个陷入危机的国家，东非、美国西部和墨西哥北部也有干旱情况。河流干涸，出现了成千上万的死鱼，一些物种甚至会面临消失，经济也将受到影响。
不少鱼因干旱死亡
欧洲干旱观测站高级研究员安德里亚·托雷蒂（Andrea Toreti）表示，2018年的干旱非常极端，以至于过去500年没有发生过类似的事件，“但我认为，今年的情况确实更糟。”在接下来的三个月里，“我们看到西欧和中欧以及英国仍然有非常高的干旱风险，”托雷蒂说。
干旱导致一些欧洲国家限制用水，莱茵河和多瑙河上的航运受到威胁。莱茵河是德国最大的水道，预计未来几天将达到极低水平。当局表示，许多大型船只可能很难在考布市（Kaub）安全航行，大约在科布伦茨和美因茨之间。
在匈牙利，布达佩斯附近的韦伦斯湖（Lake Velence）的大部分地区已经变成了干涸的泥泞，搁浅了小船。安装了曝气和水循环设备以保护野生动物，但水质已经恶化。一个海滩实施了周末游泳禁令。
意大利最长的河流波河（Po River）的水位创下历史新低，以至于几十年前沉没的船只重新浮出水面。意大利的加尔达湖（Lake Garda）已经跌至有史以来的最低水平。
河流干涸
根据英国气象局气象局的数据，干旱也影响了英格兰，上个月有自1935年以来最干旱的七月。由于缺乏降雨，水库的水几乎耗尽，河流和地下水供应不足，草原变成棕色愈发干燥。英国数百万人已经被禁止浇灌草坪和花园，伦敦还有1500万人将很快面临这样的禁令。
即使是像西班牙和葡萄牙这样长时间不下雨的国家，也看到了重大后果。在西班牙安达卢西亚地区，一些鳄梨种植者不得不牺牲数百棵树，以防止其他树枯萎。在巴黎塞纳河的源头，通常为绿色的勃艮第，草已经变成黄褐色。
万名居民因野火逃离家乡
据BBC报道，野火可能由人类的直接参与引发，但自然因素也可以发挥巨大作用。气候变化引起的极端和持久的热量循环从地面和植被中吸收了越来越多的水分。干燥的气候为火灾提供了条件，火灾可以以惊人的速度蔓延。由于缺乏降雨和不合时宜的温暖，北半球的野火季节在一些地区很早就开始了，并且在整个7月都在恶化。在法国、西班牙、葡萄牙、希腊、克罗地亚和阿尔巴尼亚都报告了严重的野火。
目前，超过1000名消防员正在法国西南部与野火作斗争，该野火已经摧毁了约7，400公顷（18，286英亩）的森林。波尔多东南约30公里（19英里）的大火摧毁了一些房屋，迫使10000名居民逃离。据报道，在撤离之前，一些当地居民不得不在屋顶上自救，因为火焰迅速接近他们的房子。
“欧洲团结在起作用！”总统埃马纽埃尔·马克龙（Emmanuel Macron）在推特上写道。法国部署了九架水上轰炸直升机，并且还从希腊和瑞典获得了一些消防飞机。法国吉伦特地区的野火已经在兰迪拉斯小镇附近肆虐了两天。上个月在同一地区，一场野火烧毁了14，000公顷，然后才得到控制。这是法国自1961年以来最干旱的月份。今年夏天，法国和其他一些欧洲国家已经看到了一波致命的野火，这是由整个欧洲大陆创纪录的温度和干旱引发的。葡萄牙和西班牙的高温导致1000多人死亡。
或将带来更多洪涝灾害
据BBC7月19日分析报道，在通常的天气周期中，炎热的天气会在空气中产生水分和水蒸气，从而变成液滴以产生雨水。然而，它变得越温暖，大气中的蒸汽就越多。这会导致更多的液滴和更强的降雨，有时在较短的时间内和较小的区域。
炎热的天气可能引发局部洪涝
今年，洪水已经袭击了西班牙和澳大利亚东部的部分地区。在短短六天的时间里，布里斯班的年降雨量几乎达到其年降雨量的80%，而悉尼在三个多月的时间里记录了超过其平均年降雨量的降雨量。
美国国家科学院水专家彼得·格雷克（Peter Gleick）说，这些降雨事件与其他地方气候变化的影响有关，全球的天气总是高度多变的，但气候变化正在使这些变化更加极端。现在的挑战不仅是限制人们对大气的进一步影响，而且还要适应和应对我们已经面临的极端情况。
（图片来源：BBC、美联社）
（来源：极目新闻）
https://www.163.com/dy/article/HEOG57LN053469LG.html
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吉林大学：杨学祥，杨冬红
2021年12月16日，在美国地球物理学会（AGU）秋季会议上，来自美国迈阿密大学的布莱恩·马佩斯（Brian Mapes）教授提出了一个新的大气概念，或称作新的天气现象，介绍了关于“大气湖（Atmospheric Lakes）”的发现和研究成果。
相比“大气河”，“大气湖”的尺度要小很多，实际上是指空中某处的水汽密集区，像悬浮在空中的水池。顾名思义，湖泊不会像河流那样奔流不息，而是呈现相对稳定的状态，活跃的对流云团在空中某一区域缓慢移动，与大多数风暴有所区别的是“湖”中没有显著的涡旋风场。马佩斯教授最先发现的“大气湖”是在赤道附近的南亚季风区西侧的印度洋上空，从季风的水汽流场中分离而出，形成孤立的水汽柱状体（ColumnWater Vapor，CWV），其主要特征是含有足以产生降雨的高度集中的水汽，赤道附近平静的风场使“大气湖”缓慢向西漂浮移动，逐渐向非洲沿岸靠近。
事实上，从文章动画中，我们只看到蓝色的“大气河”向西漂移，黄色的“大气大陆”相对不动。这表明，上升中的“大气河”是在科里奥利力的作用下向西漂移的，就像低纬度的暖空气上升导致向西漂移的信风带一样。这就是说，“大气河”是边上升边西移，不是被动被风场推动，而是加快风场的形成。由于水汽多的“大气河”的密度大于“大气大陆”，所以产生较大的向西漂移速度。
“大气河”和“大气湖”降温、沉降、东移才是降水的必要条件，非洲沙拉沙漠的高温干燥不具备这一条件，是非洲干旱的根本原因。大西洋和北美具备这一条件。
图1 大气环流：东风带和西风带以及径向南北运动（网络图片）
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精选
许小峰
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提到“大气河（Atmospheric River）”，不少人已很熟悉，是指出现在大约1.5公里高空的大气水汽密集输送带，宽可达数百公里，长可绵延数千公里。2021年12月16日，在美国地球物理学会（AGU）秋季会议上，来自美国迈阿密大学的布莱恩·马佩斯（Brian Mapes）教授提出了一个新的大气概念，或称作新的天气现象，介绍了关于“大气湖（Atmospheric Lakes）”的发现和研究成果。
相比“大气河”，“大气湖”的尺度要小很多，实际上是指空中某处的水汽密集区，像悬浮在空中的水池。顾名思义，湖泊不会像河流那样奔流不息，而是呈现相对稳定的状态，活跃的对流云团在空中某一区域缓慢移动，与大多数风暴有所区别的是“湖”中没有显著的涡旋风场。马佩斯教授最先发现的“大气湖”是在赤道附近的南亚季风区西侧的印度洋上空，从季风的水汽流场中分离而出，形成孤立的水汽柱状体（ColumnWater Vapor，CWV），其主要特征是含有足以产生降雨的高度集中的水汽，赤道附近平静的风场使“大气湖”缓慢向西漂浮移动，逐渐向非洲沿岸靠近。
通过对5年多的卫星数据做进一步分析，马佩斯教授共发现了发生在不同季节的17个“大气湖”，持续时间超过6天，且都出现在赤道附近10度范围内。离赤道更远处也会有“湖”出现，但往往会演变成为热带气旋，这显然与科里奥利参数f有关，f在赤道处为零，随着纬度上升会逐步增大，引起涡度增加。从目前统计结果看，“大气湖”发生的频次不算高，每年有几次，每次会持续一些天。“大气湖”并不是凭空产生的，它与发生在印度-太平洋地区的“大气河”密切相关。当快速移动的“河流”穿过非洲东部海岸区域时速度会变慢，一些湿气团会脱离“河流”，形成“大气湖”。
如果“大气湖”的水汽能产生降水，就可在地面上形成几厘米深、上千公里宽的积水区域。马佩斯教授认为这可以为东非国家的干旱地区解燃眉之急，那里有数百万人居住生活，需要降雨来维持基本生存条件，从中也可看出“大气湖”存在的重要性。但目前气象学家对赤道区域降水的研究存在缺陷，多数人更愿意从月以上时间尺度的视角来考虑问题，逐日尺度的研究没有得到足够关注。马佩斯教授认为目前仅从现象上关注到了“大气湖”的存在和价值，进一步的研究仍在进行，如“大气湖”是如何从暖湿的季风气流中脱离出来的；其缓慢移动又受到哪些机制的控制，包括更大尺度系统的影响和自身发展变化的作用；在气候变化的背景下，这些“湖”又会受到怎样的影响等。
“大气湖”是个新提出的概念，能否得到广泛认同，尚有待进一步关注，但利用新的探测仪器和获取的资料，分析大气中存在的各类现象，揭示其中的规律和可能的影响，显然是有效的自然探索之路。
《中国气象报》
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