“大气河”时常席卷美国，导致暴雨、洪灾，它的惊人破坏力从何而来？

2023-03-30 16:01:20 来源：科普中国

魏科

当地时间1月4日，美国加利福尼亚州州长加文纽森宣布加州进入紧急状态，以便更好应对大气河造成的冬季风暴。强风暴导致加州对蒙特西托勒峡谷、梧桐峡谷等低洼地区发布了疏散令，圣克鲁斯港、圣洛伦斯河等地区洪水泛滥，山区的暴雪已经创下了记录。到1月9日，美国总统拜登宣布加州进入紧急状态，命令联邦政府向其提供援助，以帮助加州应对冬季风暴。那么在这段时间里面，美国加州受大气河的反复影响，造成冬季风暴不断侵袭，极端暴雨大风山洪暴发，导致至少12人死亡、数10万家庭和企业停电。1月13日，洛杉矶市长再次宣布当地进入紧急状态，第二次猛烈的大气河袭来。在2023年初，暴雨、暴雪、泥石流、洪水到了，封闭停电，就成为加州人了关于2023年初的气候记忆。

【资料图】

造成北美西岸地区的超强的降水，就是大名鼎鼎的大气河，atmosphericrivers，这是来自北太平洋的中纬度气旋前部的超强的偏西南气流，从水气充沛的热带地区撕扯出一条细长又非常强劲的水气带，水气带在1~2.5公里高的大气层内绵延数千公里，最长可以到上万公里，宽度可以达到300公里左右。这个就像横亘于天空中的巨大的河流一样，携带的水汽量大的惊人，可以与陆地上径流量最大的河流，亚马孙河的流量相匹敌。这是地球上最具破坏力的天气现象之一，大气候还有一个形象的名称，叫做菠萝快车，pineapple express。这是上世纪60年代的时候气象学家创造出来的词汇，描述大气河起源于盛产菠萝的美国夏威夷附近，将温暖的水汽一直带到数千公里外的北美的海岸。但是菠萝快车上面可没有满载菠萝，而是满载了雨雪天气。根据美国国家海洋大气管理局诺的估算，当强的菠萝快车到来的时候，单次的天气过程可以给美国西部带来强降水，降水量可以达到年总降水量的30%~40%。可见菠萝快车跑起来的时候威力是多么的强大。整个北美的西海岸基本上都是菠萝快车的快递范围。从北部的加拿大南部到南部的墨西哥地区，冬季是北美西部大气候影响最严重的季节。在过去十几年里，北美西部地区冬季风暴几乎都有大气河的身影。举例来说，2010年12月，一次非常强大的大气河过程在一周之内给洛杉矶的圣盖博山区带来610毫米的降水，在丽华达的山区更是带来深达4米的积雪，整个加州都深受影响。南部州县像圣地亚哥、洛杉矶就饱受洪水和泥石流的影响。2014年12月，北加州遭受大气河的袭击，导致大范围的洪水、大风和暴风雪的天气，造成了5万多人的断电。

大气合主要发生在10月到4月份之间，绝大多数发生在1月和2月份。那么在这些月份里面，北太平洋的急流和风暴轴处于它一年中最南端的位置。因此当太平洋上的温带气旋强烈发展的时候，东南部的风面区域可以一直延伸到中低纬度地区，从而可以把热带的暖湿空气向东北方向输送。大气河是大气中细长又强劲的水气输送通道，尽管它的宽度很窄，总的宽度只能占某一个尾圈的宽度的10%，但是它输送的水气量可以占到中低纬向极地方向输送水气量的90%。在中纬度地区极端暴雨过程有30~50%都与大气河密切相关。如果对欧洲地区做一个统计，在过去20年里大概有19次最强的风暴过程，每次风暴过程都造成至少10亿美元的经济损失。那么在这19次风暴里面，有14次与大气河过程密不可分。

当然了我们东亚地区也深受大气河的影响大气河与我们国家夏季的暴雨过程密不可分。我们做了一个研究，大气河大概可以贡献我们国家夏季东部地区降水量的40%到70%，与大气河相关的暴雨的强度是与大气河无关的降水的强度的6~8倍。那么尽管大气和所到之处带来暴风雨和洪涝，但是也并非一无是处。在干旱季节和干旱的区域，大气河是缓解干旱过程最迅捷的天气系统。举例而言，2014~2016年美国加州发生了长达三年的超级干旱，迫使加州进行水资源管理的政策调整和发展出各种节水的黑科技。但是2017年2月一次大气河过程袭来，加州迅速由旱转涝，洪水使得北加州的美国最高的奥罗维尔水坝出现险情，政府紧急撤离下游将近20万的居民，迅速成为当年的热点新闻。当年的2017年2月18日美国加州的洪水越过了5号洲际公路，造成交通的中断，2月21号美国加州的圣何塞洪水淹没整个社区。那一次的整个大气河过程引起的冬季风暴造成5个人死亡，引发暴雨、狂风、山洪、泥石流和水坝危机。但是加州了就借这次大气河带来的降水，完全摆脱了自2014年1月以来的严重干旱，到2018年以后北美西部地区的干旱又持续发展。据2022年的研究说，这是北美西部地区过去1200年里最干旱的时期。这次加州因为冬季风暴进入紧急状态，从某种意义上来说，带来的降水倒是缓解了当地的干旱状况。虽然洪水很严重，但是也算得上是因祸得福。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：魏科

审核：成里京

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