ภาวะโลกร้อนหมายถึงหิมะมากหรือน้อย? ข่าวผลกระทบต่อสภาพอากาศ

พายุหิมะแรกของ 2015 เมื่อมองจากอวกาศ NOAA / นาซา, CC BY

ได้อย่างรวดเร็วก่อนถามว่าผลการลดภาวะโลกร้อนในหิมะมากขึ้นอาจจะดูเหมือนเป็นคำถามโง่เพราะเห็นได้ชัดว่าถ้าได้รับอบอุ่นพอไม่มีหิมะ ดังนั้นผู้ปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศได้ใช้หิมะที่ผ่านมาทิ้งไป สงสัย บนภูมิอากาศร้อนจากอิทธิพลของมนุษย์ แต่พวกเขาก็ไม่ผิด

เพื่อให้เข้าใจถึงการเชื่อมต่อเราจำเป็นต้องดูว่าเงื่อนไขใดที่ทำให้หิมะตกหนักที่สุด จากนั้นเราสามารถดูว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีผลกระทบต่อสภาพเหล่านั้นอย่างไรโดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรในช่วงฤดูหนาว การศึกษาปัจจัยเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามีโอกาสเกิดพายุหิมะตกหนักในอเมริกาเหนือ แต่ความยาวของฤดูหิมะหดตัวลงเนื่องจากภาวะโลกร้อน

อุณหภูมิทอง

มีการบอกว่ามันสามารถ "หนาวเกินกว่าจะเป็นหิมะ“! แน่นอนว่านี่เป็นตำนาน แต่มีพื้นฐานในความเป็นจริงเพราะบรรยากาศจะกลายเป็นน้ำแข็งแห้งเมื่อมันเย็นมาก นั่นเป็นเพราะปริมาณความชื้นที่บรรยากาศสามารถเก็บได้นั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นอย่างมาก ภายใต้สภาพอากาศหนาวเย็นหิมะมีแนวโน้มที่จะประกอบด้วยผลึกขนาดเล็กมากและบางครั้งมีน้ำหนักเบาและนุ่มมากและคล้ายกับ "ฝุ่นเพชร"

โดยคมชัดหิมะหนักเกิดขึ้นกับอุณหภูมิพื้นผิวจากประมาณ 28 ° F ถึง 32 ° F - เพียงด้านล่างจุดเยือกแข็ง แน่นอนเมื่อได้รับมากเหนือจุดเยือกแข็งหิมะหันไปมีฝนตก ดังนั้นจึงมีเป็นชุด "Goldilocks" เงื่อนไขที่เป็นเพียงสิทธิที่จะส่งผลให้เกิดพายุหิมะสุด และเงื่อนไขเหล่านี้จะกลายเป็นโอกาสมากขึ้นในช่วงกลางเดือนฤดูหนาวเพราะมนุษย์เหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

ฟิสิกส์เบื้องหลังปรากฏการณ์นี้อยู่ภายใต้การควบคุมของ กฎหมายพื้นฐาน นั่นบอกเราว่าปริมาณความชื้นสูงสุดในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นนั่นก็คือชั้นบรรยากาศจะอบอุ่นความชื้นก็ยิ่งสามารถกักเก็บความชื้นไว้ในอากาศได้มากเท่านั้น

สำหรับเงื่อนไขที่มากที่สุดที่ระดับน้ำทะเลมีความเป็นกฎของหัวแม่มือที่บอกว่าบรรยากาศที่สามารถเก็บความชื้น 4% ต่อหนึ่งองศาฟาเรนไฮต์เพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ภาวะแทรกซ้อนบางส่วนมาใช้ในฐานะเฟสน้ำแข็งเข้ามา แต่เราตั้งค่าเหล่านั้นกันตอนนี้ ที่แปลเป็นความแตกต่างใหญ่ในความชื้นทั่วแตกต่างของอุณหภูมิ: ที่ 50 ° F (10 ° C) ความจุน้ำถือของอากาศเป็นสองเท่าที่ 32 ° F (0 ° C) และใน 14 ° F (-10 ° C ) มีค่าเป็นเพียง 24% ว่าใน 50 ° F

ความชื้นมากขึ้น

อันที่จริงแล้วความสัมพันธ์นี้เป็นพื้นฐานของ ทำไมฝนตก (หรือหิมะตก)

เมื่อพัสดุอากาศที่มีไอน้ำถูกยกขึ้นมันจะเคลื่อนที่ไปสู่ความดันต่ำกว่าขยายตัวและเย็นลง ในบางจุดมันไม่สามารถกักเก็บความชื้นได้มากพอและดังนั้นความชื้นจะควบแน่นเป็นก้อนเมฆและก่อตัวเป็นฝนหรือหิมะในที่สุด การยกของอากาศส่วนใหญ่มาจากพายุโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหน้าร้อนขณะที่อากาศอุ่นเคลื่อนผ่านอากาศเย็นหรือเย็นหน้าขณะที่อากาศเย็นผลักภายใต้อากาศอุ่น

ในพายุที่มาหลักของฝนความชื้นที่มีอยู่แล้วในชั้นบรรยากาศในช่วงเริ่มต้นของพายุ ความชื้นนี้เป็นไอน้ำจะถูกรวบรวมจากลมพายุนำเข้ามาในพายุเข้มข้นและตกตะกอนออก ดังนั้นหากมีความชุ่มชื้นมากขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ฝนตก (หรือหิมะ) ยาก

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

นี้จะเล่นออกมาเมื่ออุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง? อุณหภูมิอยู่ในช่วงระหว่าง Goldilocks เกี่ยวกับ 28 ° F และ 32 ° F พร้อมด้วยความชื้นหมายถึงหิมะ: แน่นอนปริมาณของหิมะที่ 32 ° F จะมีอย่างน้อยสองเท่าที่ 14 ° F มันอาจจะเป็นมากขึ้นเนื่องจากอากาศอบอุ่นชื้นลอยตัวยังอาจนำไปสู่แรงของพายุตัวเอง

พายุฤดูหนาวที่ผ่านมาและการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

พายุโซนร้อนพิเศษในฤดูหนาวก่อตัวและพัฒนาบนความแตกต่างของอุณหภูมิซึ่งยิ่งใหญ่ที่สุดระหว่างทวีปและมหาสมุทรที่อยู่ติดกัน

ในฤดูหนาวอากาศแห้งเย็นทั่วทวีปอเมริกาเหนือรูปแบบความคมชัดคมกับอากาศชื้นอบอุ่นค่อนข้างมากกว่า Gulf Stream และมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ หน้าหนาวนำไปสู่การระบาดของโรคทางตอนใต้ของอากาศเย็นในขณะที่ด้านหน้าอบอุ่นนำไปสู่ความอบอุ่นหัวข้ออากาศชื้นทางเหนือในขณะที่มันเพิ่มขึ้นขึ้นไปและก่อให้เกิดการตกตะกอนภายในพายุ

สภาพแวดล้อมที่ทุกรูปแบบพายุอยู่ในขณะนี้แตกต่างกว่ามันเป็นเพียงแค่ 30 40 หรือปีที่ผ่านมา เพราะภาวะโลกร้อน. การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของบรรยากาศจากกิจกรรมของมนุษย์ได้เพิ่มก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกที่ดักความร้อนอื่น ๆ ที่มีระดับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นโดยกว่า 40% ตั้งแต่ประมาณ 1900 ส่วนใหญ่มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล

ผล ความไม่สมดุลของพลังงาน อุ่นโลกของเรา และกว่า 90% ของความร้อนได้เข้าไปในมหาสมุทร นอกจากระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น - โดย 2.5 มากกว่านิ้วตั้งแต่ 1993 - อุณหภูมิพื้นผิวทะเลทั่วโลก (SST) เพิ่มขึ้น 1 ° F ตั้งแต่ประมาณ 1970

ดังนั้นหน่วยความจำของภาวะโลกร้อนเป็นหลักในมหาสมุทร โดยเฉลี่ยอากาศเหนือมหาสมุทรเป็นที่อบอุ่นมากกว่า 1 ° F และ ความชื้นโดย 5% ตั้งแต่ 1970s จากภาวะโลกร้อน ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิผิวน้ำอยู่เหนือ 2 ° F สูงกว่าค่าเฉลี่ย 1981-2010 (ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบภาวะโลกร้อน) ในบริเวณกว้างใหญ่ที่ขยายออกไปไกลกว่า 1000 ไมล์จากชายฝั่งของทวีปอเมริกาเหนือ (ดูกราฟิกด้านบน) บางส่วนของความอบอุ่นเป็นพิเศษนี้อาจเกิดขึ้นจากการขาดกิจกรรมพายุเฮอริเคนในมหาสมุทรแอตแลนติกในช่วงฤดูร้อนที่ผ่านมา

ในเดือนกุมภาพันธ์ 5 6-, 2010 หิมะ "ระเบิด" ที่เกิดขึ้นและนำไปสู่สิ่งที่ถูกอ้างถึงในเวลานั้นว่า "Snowmaggedon" ซึ่งถูกใช้โดยวุฒิสมาชิกอนุรักษ์นิยมหลายอย่างเพื่อ จำลองภาวะโลกร้อน และอัลกอร์ แต่มันเป็นฤดูหนาวและมีความอุดมสมบูรณ์ของอากาศเย็นเนลตัล มีพายุในสถานที่ที่เหมาะสมเป็น และมีอุณหภูมิผิวน้ำทะเลสูงผิดปกติค่อนข้างร้อนในมหาสมุทรแอตแลนติก - ถึง 3 ° F (1.5 ° C) สูงกว่าปกติ - ซึ่งนำไปสู่การเป็นจำนวนเงินที่ไม่ธรรมดาของความชื้นถูกป้อนเข้าไปในพายุ และจะส่งผลให้ในปริมาณหิมะที่โดดเด่นในพื้นที่กรุงวอชิงตันดีซี

นาซา / NOAA

ต้นปีนี้ระหว่างเดือนมกราคม 26-28, 2015 พื้นที่ที่ถูกกำหนดโดยพายุฤดูหนาวล่าสุดที่เรียกว่าจูโนโดยบางคนนั้นค่อนข้างไกลออกไปทางเหนือ พายุกำลังพัฒนาอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมที่จะสัมผัสกับความชื้นสูงเหนือมหาสมุทรและพัฒนาเนื่องจากมันได้รับประสบการณ์ความแตกต่างที่คมชัดระหว่างทวีปและมหาสมุทรที่ค่อนข้างอบอุ่น

หิมะตกมากกว่าสามฟุตในบางพื้นที่มีพายุหิมะเกิดขึ้นในนิวอิงแลนด์และทะเลและการกัดเซาะที่เกิดขึ้นในบริเวณชายฝั่งซึ่งสัมพันธ์กับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นจากภาวะโลกร้อน

ก้าวไปข้างหน้าในช่วงฤดูหนาวกลางเดือนเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหมายความว่าหิมะจะเพิ่มขึ้นเพราะมีบรรยากาศที่สามารถเก็บความชื้น 4% มากขึ้นสำหรับการเพิ่มขึ้นทุก 1 ° F อุณหภูมิ ดังนั้นตราบใดที่มันไม่แช่แข็งดังกล่าวข้างต้นไม่อบอุ่นผลที่ได้คือการถ่ายโอนข้อมูลที่มากขึ้นของหิมะ

ในทางตรงกันข้ามที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของฤดูหนาวก็อุ่นพอที่จะมีโอกาสมากขึ้นที่จะมีฝนตกดังนั้นฤดูหนาวหิมะตกรวมไม่เพิ่มขึ้น ข้อสังเกตของหิมะปกคลุมสำหรับซีกโลกเหนือจริงแสดงเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในช่วงกลางฤดูหนาว (ธันวาคมถึงเดือนกุมภาพันธ์) แต่ความสูญเสียมากในฤดูใบไม้ผลิ (ดูหน้าปกรูปหิมะข้างต้น.) นี่คือส่วนหนึ่งของแนวโน้มที่จะเกิดฝนหนักมากในประเทศสหรัฐอเมริกา (ดูรูปด้านล่าง) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

การประเมินสภาพภูมิอากาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา

วางวิธีอื่นไม่ว่าจะเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อนมากขึ้นหรือน้อยแตกต่างกันไปตกตะกอนตามภูมิภาค แต่การเปลี่ยนแปลงความสมดุลระหว่างหิมะและฝนตก ตราบใดที่มันยังคงอยู่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งทิ้งหิมะมีขนาดใหญ่ แต่ฤดูหิมะหดตัวที่ปลายทั้งสองของฤดูหนาว ดังนั้นเวลามากขึ้นคือการใช้จ่ายฝนตก: เล่นสกีในพื้นที่บางส่วนได้รับประโยชน์ในช่วงกลางเดือนฤดูหนาว แต่มีฤดูสกีสั้น

เนื่องจากความชื้นที่เพิ่มขึ้นในพายุสามารถตอบรับและขยายพายุเองหิมะพิเศษจึงสามารถสั่งได้อย่างง่ายดาย 10% หรือมากกว่าจาก องค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ.

เกี่ยวกับผู้เขียน

trenberth kevin Kevin Trenberth เป็นนักวิทยาศาสตร์อาวุโสที่มีชื่อเสียงในศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติ เขามีส่วนร่วมอย่างมากในคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (และแบ่งปันรางวัลโนเบลสาขาสันติภาพใน 2007) และโครงการวิจัยสภาพภูมิอากาศโลก (WCRP) ปัจจุบันเขาดำรงตำแหน่งประธานโครงการ Global Energy and Water Exchanges (GEWEX) ภายใต้ WCRP เขามีบทความในวารสารมากกว่า 200 ที่ตีพิมพ์และสิ่งพิมพ์ 460 และเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการอ้างถึงมากที่สุดในธรณีฟิสิกส์