氣候變暖：為何暴風雪更大？

今年1月波士頓有一場空前的暴風雪，整座城埋在將近2英尺的雪中。這並不意外，因為一個多世紀以來的天氣記錄顯示，1990年以後東北地區最大的10場雪——其中有7場降在波士頓和紐約，其中2015年波士頓有一場大雪深達9英尺半(見右圖片）。

與此同時，從1800年代後開始，大西洋中部和東北部的冬季已經升溫大約4華氏度（2.2攝氏度）。為甚麼氣候變暖反而讓暴風雪更多更嚴重呢？大氣科學家Michael A. Rawlins博士解釋了其中的物理定律和理論。我記下作為一個科學普及資料--記得川普做總統時還問過一次。

首先，比較暖的空氣比冷空氣能夠容納的水分更多。你可以把大氣層想像成海綿：氣溫每增加1華氏度，空氣中的水蒸氣含量就會增加大約4%--這物理定律叫作「Clausius-Clapyron」關係。這樣，增加的大氣水分就加強了水循環的強度。

美國東北部和大西洋中部的春、夏、秋、冬除了總降水量都增加，多餘的水分還引發極端天氣事件--比如更強的颶風和暴雨洪水。最近幾十年來，美國東北部某些地區降水量增加了50%以上，因為整個地區冬季的平均氣溫從過去的22華氏度增加到最近30年來的平均26華氏度。最近幾個冬天，氣溫更是超過了30華氏度。由於仍然低於冰點，那裡的風暴帶來的不是傾盆大雨，而是大雪。

其次是海洋變暖的作用，海洋吸收了超過90%的額外太陽輻射熱量，大西洋的海水比正常溫度高。從60年前開始測量以來，海洋現在包含了空前的熱能，北上的洋流使冰川溶化，大西洋南部溫暖的海水向北環流（AMOC）的速度放緩，引起大西洋北部的西歐一帶降溫。

最近的研究發現北極變暖，北極海冰和積雪減少正在影響極地渦旋。北極渦旋是北極上空10-30英里平流層中一股強烈的西風帶，這風包圍了一大片極冷的空氣。當北極相對變暖時，極地渦旋會變弱，比較容易拉長或「伸展」，使極冷的空氣向南傾注。在過去的幾十年裡，極地渦旋的拉伸事件顯著增加，導致一些地方出現天氣極其惡劣的冬季。

問題是，北極放大、北方的變暖加劇，會在極地渦旋受干擾期間將冷空氣送到美國東海岸，於是冷空氣在那裡與大西洋西部比較溫暖潮濕的空氣相互作用。最近的極地渦旋拉伸事件就是帶來歷史性暴風雪的關鍵因素。

根據全球氣候模型預測，隨著氣候變暖，北半球大部分地區會增加極端的降雪事件。在世界其他一些地區，如西歐，隨著氣溫升高和水文循環的加劇，冬季降暴風雨將多於降暴風雪。

對於北美東海岸以及亞洲北部，冬季氣溫預計仍將足夠冷，風暴足以帶來大雪——至少到本世紀中葉。然而氣候模型預測，在本世紀下半葉，更多的風暴會產生大雨，極端大雪將會變得比較罕見。

陡然增加的東北嚴重冬季風暴是氣候變暖所預期的表現。隨著氣候變化導致極端氣候災害的危險增加，這是美國必須預備好的。