飓风是否与全球变暖有关？

全球变暖是对大气中的更多水分，为大风暴提供更多燃料，如飓风。但热带旋风是非常复杂的。我们可以真正将它们与人类引起的气候变化相连多少？

这取决于链接。例如，我们知道我们正在提高海平面，这可能会加剧风暴潮。当飓风停止时，额外的水分也会导致严重的洪水，就像飓风艾琳和哈维所显示的那样。研究人员现在知道，随着全球气温上升，近几十年来热带气旋的速度已经放缓。一个这项2018年的研究发表在《自然》杂志上克里那飓风从1949年到2016年减少了10％的速度下降了10％。计算机模型表明气候变化可以帮助加强风暴，尽管仍然投机，请注意美国国家海洋和大气管理局（NOAA）。

美国国家海洋和大气管理局在一份声明中解释说：“现在下结论认为人类活动——特别是导致全球变暖的温室气体排放——已经对大西洋飓风或全球热带气旋活动产生了明显影响还为时过早。”2017年飓风与气候变化研究综述．“也就是说，人类活动可能已经造成了一些变化，但由于变化幅度小或观测限制，这些变化目前还无法检测到，或者还没有建立可靠的模型。”

正如美国国家海洋和大气管理局的气象学家所说，问题主要是缺乏长期数据托马斯·克劳森，世卫组织研究大西洋飓风活动和温室气体引起的变暖的影响，在2012年告诉MNN。“我们最可靠的强度记录返回1980年左右，如果你试图弄清楚强度更大，事情有点棘手20世纪50年代与最近，或者如果随着时间的推移，那么由于数据集中的限制，这更难以回答。“

尽管如此，克努森和他的许多同事仍然认为，基于他们对飓风工作原理的了解以及先进计算机模型的预测，全球变暖会增强飓风的强度。多亏了这些模型，科学家们可以模拟过去、现在和未来条件下的风暴，帮助他们重现最近的风暴活动，并预测接下来可能发生的情况。

“这些模型表明，至少是更高分辨率的模型，飓风中的更大强度在温暖的气氛中，即使某些型号整体上有较少的飓风，”克劳森说。“所以，新兴的图片是在全球的热带风暴和飓风中的较少，但我们的热带风暴和飓风比我们今天所拥有的那些更强烈，降雨量也会更大。”

正如宾夕法尼亚州立大学气候科学家迈克尔·曼在飓风哈维之后指出的那样，气候变化可能还会促使风暴停止并引发洪水。哈维带来了前所未有的降雨，淹没了德克萨斯州的大片地区。

“这种失态是由于非常微弱的盛行风无法将风暴带到海上，使它像一个没有方向的陀螺一样四处旋转和摇摆。”曼恩在Facebook的一篇帖子中写道．“反过来说，这种模式与目前美国大部分地区的副热带高压系统大幅扩张有关，急流向北推进。这种亚热带扩张的模式在人类造成的气候变化模型模拟中得到了预测。”

飓风强度

最近看着长期数据的研究表明，飓风实际上越来越强烈。

在2020年5月发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，研究人员查看了1979年至2017年39年的数据，发现风暴总体上越来越强，主要热带气旋也越来越频繁。

“通过对大气物理学的建模和理解，这项研究同意我们希望在温暖的气候中看到我们这样的温暖，”詹姆斯科斯林，尤其是麦克斯·麦迪逊和铅作者的铅作者，在大学发布．

科学家们通过使新技术与旧技术保持一致，解决了将不同技术时代的数据结合起来的问题。

科辛说：“我们的研究结果表明，这些风暴在全球和地区层面上变得更强，这与人们对飓风如何应对全球变暖的预期是一致的。”这是向前迈出的一大步，增加了我们对全球变暖使飓风变得更强的信心，但我们的结果并没有准确地告诉我们有多少趋势是由人类活动造成的，有多少可能只是自然变化。”

本研究是在前人研究的基础上进行的。

衡量飓风强度的一个指标是功率耗散指数（PDI），该指数由麻省理工学院大气科学家克里·伊曼纽尔（Kerry Emanuel）开发，用于衡量飓风在其寿命期间释放的功率。下面是伊曼纽尔制作的一个时间序列，显示了每年9月热带大西洋海面温度（SST）与每年飓风PDI的对比(注：对年度数据进行平滑处理，以强调至少三年时间尺度上的波动。）

图片：NOAA地球物理流体动力学实验室

该图显示了SST与飓风释放功率之间的强相关性，还显示了大西洋风暴的总体PDI自1970年代以来翻了一番。但值得注意的是，这并不仅仅是因为SST的上升，Knutson说。这是因为其他自然和人为因素也在起作用，比如年代际变化在大西洋飓风强度，其中一些可能是由于不同种类的人为排放：气溶胶。

“随着时间的推移，大西洋上空的气溶胶可能导致了飓风活动的一些变化，我特别想到的是20世纪70年代和80年代的飓风活动相对平静，”克努森告诉MNN。“这是人类活动对飓风气候活动可能产生影响的一个例子，但严格来说，不像温室气体的影响那样是一个长期趋势。一些初步迹象表明，气溶胶强迫可能导致了至少部分暂时性的减少。”

这导致一些怀疑论者认为，最近的大风暴只是从这一停滞中反弹，但克努森说，越来越多的证据表明，事情没有那么简单。虽然将观测到的PDI增加完全归咎于人类导致的气候变化还为时过早，但人们仍广泛预测，后者在本世纪的某个时候将影响前者，尽管几十年来的数据都不清楚其影响。

“在下个世纪的人为变暖甚至有可能导致一些盆地中非常激烈的飓风数量的增加，”据NOAA概述由Knutson撰写，他补充道，这“在百分比上比平均风暴强度增加2-11%要大得多。”这两张图预测了2100年的情况，第一次基于当地热带大西洋SST的飓风活动建模，第二个模型基于热带大西洋海温相对于其他热带海温的平均值：

图片：NOAA GFDL

未来几十年，热带风暴总体上可能会减少，但根据NOAA的说法，一个高分辨率模型预测“到21世纪末，大西洋盆地非常强烈的飓风频率将增加一倍”。用于2010年的研究发表在《科学》杂志上克努森合著,此模型不仅预测类别4 s的两倍和5 s在90年,但也告诉研究人员“增加类别4 - 5风暴的影响超过了整体飓风数量减少,这样,我们项目(大致)潜在的损害增加30%到2100年大西洋盆地”。

风暴潮

大部分的破坏是由风造成的，因为4级和5级的定义是风速至少为130英里每小时。风暴潮是另一个威胁，克努森说，气候变暖可能会放大风暴潮，而不管它对气旋本身的影响。

“即使飓风活动在未来一个世纪总体上保持不变，我仍预计仅由于海平面上升，风暴潮引发沿海洪水的风险就会增加，因为飓风会发生在更高的基线海平面上。”他补充说，与飓风活动相比，“人们相对更有信心将过去的海平面上升至少部分归因于人类的影响，也更有信心认为，海平面上升将在未来一个世纪继续下去。”

降雨

正如最近美国的许多飓风所看到的，降雨有时比风或海水更危险。这种威胁取决于当地的地形，以及风暴是否停滞不前，比如2011年的艾琳或2017年的哈维。据康奈尔大学(Cornell University)海洋学教授查尔斯·h·格林(Charles H. Greene)称，帮助阻止这些风暴的大气力量可以追溯到不断变暖的北极。

“随着海冰损失和温室变暖的北极放大，喷射流减速，蜿蜒更多，且经常导致停滞的天气系统，”格林在一份声明中说。“一个这样一个被停滞的天气系统，在拉布拉多海上的高压块，阻止了桑迪在大多数晚期飓风中的90％的北大西洋中转向北大西洋。相反，它为纽约和新泽西州的历史上前所未有的直线制作， 剩下的就是历史。”

同样，他补充道，“如果4类飓风哈维刚刚撞到城市，并且在西得克萨斯州彼得出来，休斯顿会遭受的损失要少得多。”

此外，随着骑威者的指出，变暖可能有助于风暴一般提供更多的雨。“在21世纪结束时，人为变暖可能导致飓风比当天飓风更高的降雨率，”他说，注意模特在60英里的风暴中心的平均平均速度下降了20％。

我们能从未来的飓风中期待什么?

为了说明海水变暖可能如何影响4级和5级飓风的频率，下图模拟了两种情景下飓风的行为:当前的气候和21世纪后期更温暖的气候。事实上，即使是提前几天准确预测飓风轨迹也是不可能的，但这张图提供了一个大致的概念，让我们了解事情会随着时间的推移而发生怎样的变化:

图片：NOAA GFDL

尽管普遍同意较温暖的海洋会产生更强烈的旋风，但仍然谨慎谨慎谨慎谨慎谨慎谨慎谨慎谨慎谨慎谨慎谨慎，而且还致力于迄今为止的任何热带气旋活动责备它。

克努森写道:“我们估计，在几十年内都不应该预计对飓风的预测人为影响的检测。”“尽管自20世纪40年代中期以来，大西洋地区4-5类数据有大幅上升的趋势，但我们认为，在进一步评估数据同质性问题之前，这些数据对于趋势计算是不可靠的，比如那些由于观测实践变化而产生的数据。”

尽管如此，这一谨慎不一定被视为怀疑。一些怀疑论者混为一谈例如，美国最近的登陆平静，主要飓风的总体下降，忽略了袭击其他国家或仍在海上的风暴。另一些人则指出，只有2012年是这样相对较少的主要飓风（虽然它确实有沙质），并认为它证明了这种暴风雨罕见。但科学家们注意到风剪或干燥等季节性扭曲可以暂时抑制长期趋势，使任何一场风暴或季节吹嘘是更广泛的证据。

我们可能要等上几十年才能确切了解全球变暖如何影响飓风，但克努森也警告说，不要把这种不确定性与对变暖本身缺乏共识混为一谈。

他写道：“与全球平均气温等其他气候指标相比，[飓风]预测的相对保守的置信水平，以及目前缺乏可检测的人为影响。”，他补充说，国际研究“提供了大量的科学证据，证明过去半个世纪中观察到的大多数全球变暖是非常可能是由于人为导致的温室气体排放。“

有关气候变化与飓风之间关系的更多信息，请查看PBS新闻小时对麻省理工学院克里·伊曼纽尔的采访：