罕见天气现象: 撒哈拉沙漠出现的意外降雨

文摘   科学   2024-09-02 21:25   美国  

全文约 2,734 字,大约需要 8 分钟时间阅读。

撒哈拉沙漠或将迎来一场罕见的降雨事件,这里也是地球上最干旱的地方。而这次发生的降雨事件非常独特,按正常标准来看,降雨量或许并不算大,但撒哈拉沙漠大部分地区在 8 月和 9 月的降雨量将远超正常月降雨量的 500%。

撒哈拉沙漠很少会经历这样的降雨事件。它们非常罕见,平均每十年不到一次,但它们通常预示着地球天气系统可能正在发生变化,反映了大气状态异常


      地球上最干旱的地方

撒哈拉被称为地球上最干旱的地方,因为这里年降水量很少甚至没有。它是世界上面积最大、气温最高的沙漠,西起大西洋,东至红海,面积覆盖超过 920 万平方公里(360 万平方英里)。

该地区之所以炎热干燥,因为处于副热带高压带之下,这是一个永久性的高压系统。高压系统使空气下沉,导致大气干燥稳定,抑制了云的形成和降水

然而,撒哈拉沙漠并不总是一个炙热的荒漠。仅在几千年前(约6000-11000 年),这里还是一片绿地,有湖泊、河流和茂密的植被的绿色区域。但地球轨道的变化导致了世界气候模式的转变。使得这个绿色区域迅速变成了如今地球上最干旱的土地之一。

下方图像对比了科学家们认为的几千年前北非的面貌。那里曾是一片生机盎然的绿色区域,但气候变化已将其变成了我们今天所知的干燥炙热地区。

      天气和降水

下图显示了过去 53 年 8 月的平均月降雨量。可以看到,撒哈拉地区大部分地区没有降水,只有较南部地区降水量较少。但请注意,在赤道附近有一个非常强的降水带。

这一热带降雨带被称为“热带辐合带 (ITCZ)”。它基本上是围绕赤道的云带、阵雨、风暴和降雨带组成。这一特征的存在是因为来自南北半球的信风相遇,形成上升运动、云和降雨。

下图是热带辐合带 (ITCZ) 的示例:来自两个半球的热带风在赤道附近相遇,导致大气上升运动,形成云、风暴和降水。

ITCZ 非常重要,因为它影响着热带国家的天气和气候它还在全球天气系统中发挥作用,并可能影响热带风暴的形成。撒哈拉的降雨事件也取决于 ITCZ 的变化和转变。

下图中,可以看到 NOAA 最新的 ITCZ 分析。黑线显示了今年这个时间段 ITCZ 的正常(预期)位置。但红线显示了这一异常的实际位置,可以看到它已经向北移动了很多

图表数据更清楚地显示了 ITCZ 在非洲上空位移情况。自 6 月以来,ITCZ 向北移动的幅度比平时大得多。这可能会显著改变该地区的气候模式,也会影响大西洋飓风季节。

由于整个 ITCZ 向北移动,强雷暴系统从较高纬度的较冷水域进入大西洋。这意味着,随着热带气旋系统移出非洲,在不利位置组成和增强的热带气旋系统可能会减少。

这只是 ITCZ 在非洲的位置对北美天气(尤其是在美国飓风季节)的天气产生的间接影响的一个例子。

但这种北移的更直接影响是,它将罕见的降雨事件带入撒哈拉沙漠的深处


      沙漠中下雨? 

撒哈拉沙漠一半以上的地区每年降雨量不足 25 毫米(1 英寸)。偶尔,由于赤道辐合带(ITCZ)上下移动,南部地区的降雨量会稍多一些。但是,整个沙漠范围内的大规模降雨事件并非每年都会发生,甚至每十年可能都难得一见。

以下是 GFS 模型 16 天总降雨量的最新预测。图中显示了大部分撒哈拉沙漠地区的降雨情况。虽然降雨量可能看起来不多,但如果考虑这些地区全年总降雨量,许多地区几天内的降雨量相当于几年的降雨量

下面的视频动画,显示了 16 天的累积降水量。它清新地展示了撒哈拉沙漠大部分地区降雨的进展和分布情况(看完记得回来嗷~)。

观察异常也能看得非常清楚。异常是偏离正常的现象。下面的整体降雨异常预报显示,撒哈拉沙漠的大部分地区在接下来的一周甚至更长时间内会持续降雨。

查看 ECMWF 集合总降水量预报,可以看到实际总量可能并不是特别高。同样地,它显示许多地区在两周内得到相当于几年的降水量。

ECMWF 对 9 月初的降水异常扩展预报也显示,撒哈拉沙漠大部分地区的降水异常显著,沙漠大部分地区仍迎来持续降雨。

进一步展望 9 月,下图显示了降水百分比相对于正常水平的预报。如图所见,撒哈拉沙漠边缘的降雨量最高达到 500%。这表明,未来几天和几周内,中部地区的降雨量将超过正常降雨量的 1000%。

但这些事件究竟有多罕见?


      罕见天气事件

一张涵盖 8 月份撒哈拉降水量的图表。显示可以看到过去 53 年中每年 8 月的降雨异常,只有 4 年出现强降水异常。过去 50 年中仅有 4 起此类事件,这意味着平均不到每十年一次。

由于降水预报还显示 9 月份有强烈的降水异常,查看同一时期和地区的 9 月份数据。如图所示,1994 年仅有一次强降水事件。目前还没有 2024 年的数据来全面了解,但根据预测,此地今年至少将是过去几十年中第二个潮湿的年份。

仔细观察 1994 年降水异常,会发现整体异常分布如当前部分 9 月预报中的那样广泛。这可能意味着,即使不是最潮湿的年份之一,当前事件将在气象记录中占据重要地位

虽然目前没有更多数据支持表明对其他地区有何影响,但有一点是肯定的:如此强烈而罕见的天气异常可能表明全球天气系统存在很大的不稳定性

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