全球气候:变冷还是变暖?

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美国康奈尔大学地球与大气科学教授、海洋资源和生态系统项目主任Charles H. Greene提出了一个很好的问题，他在为《科学美国人》杂志撰写的文章中问：全球气候变暖是近期严冬天气爆发的原因吗？或者说，严冬天气爆发正好符合地球自然气候振荡的一般模式吗？Greene说，“20世纪60年代，我在美国华盛顿特区附近长大，在那里度过了10个异常严酷的冬天，冬天上学，我和伙伴们都要艰难地走过雪地。现在，科学家认识到，那些寒冷冬天的根源是两种自然气候振荡，如今称为北极涛动（Arctic Oscillation，AO）和北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation，NAO）。”

科学家认为，上述两种气候振荡源于大气和海洋之间的相互作用，效应在冬季最明显。

就北极涛动的情况，受影响区域非常广，包括了北半球大部分地区，从北极一直到北纬20度的热带边界，大致是古巴的纬度。北极涛动指数可以是正值，也可以是负值。

正值表示北极气压低于平均气压，亚热带气压高于平均气压。在北极涛动指数呈正值的阶段，北极气压异常低，导致北极极涡（polar vortex）不断加强——极涡是指北极附近的高层大气风场（upper atmospheric winds）由东向西持续循环。加强的极涡往往会把寒冷的北极空气团留在北极圈里。

相反，北极涛动指数呈负值的阶段，北极地区气压异常高，北极极涡减弱，从而不能限制寒冷的北极气团，寒冷气团向南侵入中纬度地区，使寒冷天气爆发，降雪量增加。在北极涛动指数负值很大的阶段，美国东海岸和北欧特别容易受到这些事件的影响。

北大西洋涛动指数也表示某一区域大气压力在冬季的异常分布情况，但涉及的区域小得多，该区域涵盖亚速尔群岛附近的亚热带高气压中心，与冰岛附近的副北极低气压中心之间的北半球大西洋部分。北大西洋涛动指数可以是正值也可以是负值。

正值表示亚热带高压中心附近的气压高于平均大气压，副北极低压中心附近的气压低于平均大气压。在北大西洋涛动指数正值条件下，气压差增大，西风增强，西风全年从西向东刮遍北半球中纬度地区。气压差还迫使高速环球气流沿东北路径从北美东海岸吹向北欧。穿越北大西洋的冬季风暴，沿着类似轨迹，为北欧带去更加湿润温暖的天气。

与此相反，在北大西洋涛动指数负值条件下，气压差减小，西风减弱，高速环球气流离开北美，更加猛烈地向北吹去，到达格陵兰岛，再向南到达欧洲。然而在这种情况下，风暴路径偏离高速环球气流，跨越北大西洋，直接刮向南欧和地中海，为这些地区带去更加温润暖和的天气。同时使北欧又寒冷，又干燥。