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亮瞎眼!北極閃電數量或突破記錄


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更新日期:2022226
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原文作者:Alexandra Witze

一項研究指出,北極目前出現的閃電次數比十年前更頻繁,頻率或很快翻倍。這一發現指出了地球氣候在全球變暖下的另一種可能變化。不過,並非所有研究人員都認同這一趨勢確實存在。

領銜該研究的美國華盛頓大學大氣物理學家 Robert Holzworth 為研究結果辯護道,「我們正在見證全球氣候變化的一個征兆。」Holzworth是全球閃電定位系統(WWLLN)的負責人,該系統的一系列地面傳感器收集了該研究的數據。他在2020年12月8日舉行的美國地球物理學會虛擬會議上報告了他們的發現(並在接受同行評議前將結果以預印本的形式發表)。

閃電的形成通常需要暖空氣的幫助,這也是為何曆史上閃電在北極非常罕見。圖片來源:123RF

另一個閃電探測系統並沒有發現這種增加趨勢,但該系統的記錄曆史不及Holzworth所用系統久遠。

北極閃電是否增加或對該地區影響很大。過去的兩年裏,被野火燃燒的土地面積創下新高,其中一些正是被閃電點燃的;北極地區的二氧化碳排放量也打破了有史以來的最高紀錄。閃電增加意味著野火被點燃的可能性更大了,也意味著更多能改變氣候的煙塵和氣體會被排放進大氣中。

  極地閃電

閃電的產生是因為對流風暴雲中充滿了由暖空氣引起的翻滾氣流,裹挾著冰晶不斷碰撞並且轉移電荷,一旦電荷分離達到一定的閾值,就會釋放出一道雷擊。一些研究人員預測,由於全球變暖造成空氣和海洋溫度上升,世界範圍內將產生更多的對流風暴和閃電。不過,一些模型研究也提出了相反的觀點。

盡管如此,位於瑞士日內瓦的世界氣象組織依然在2016年將閃電列入了其「基本氣候變量」,意味著對閃電的探測有助於追蹤全球氣候的變化。

北極的變暖速度比全球其他地方更快,這可能導致北極的閃電變化也最為明顯。芬蘭Vaisala公司管理著一個閃電監測網絡,據其報告,2019年8月探測到了有史以來最北部的一次閃電——距離北極點只有52公裏。2014年7月,加拿大北極的一場風暴曾讓北極圈以北發生了逾1.5萬次閃電。

北極地區的閃電其實非常罕見,約占WWLLN探測到的全球閃電總數的0.5%。

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但是Holzworth和同事發現,在北緯65度以上的地區,每年夏季的閃電次數從2010年約3.5萬次增加到2020年的近25萬次(見「北極的閃電增加」)。該團隊研究的是6月到8月的數據,因為幾乎所有的北極閃電都發生在這三個月裏。他們發現整個北極地區的閃電次數增加了,主要發生在西伯利亞北部地區。

來源:Robert Holzworth/University of Washington

  趨勢驗證

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追蹤閃電趨勢可能會很難,因為隨著先進傳感器的使用,監測系統也越來越高效了。因此,Holzworth和他的同事進行了多次分析,以證實閃電確實變多了,而不單單是因為探測水平提升了。他表示:「結論是毫無疑問的。」

問題是,Vaisala公司的系統沒有記錄到這一趨勢。他們的數據只能追溯到2012年,不像Holzworth他們可以追溯到2010年。但Vaisala在美國路易斯維爾市辦事處的氣象學家、閃電分析師Ryan Said說:「我們並未看到極端緯度地區出現更多的閃電的明確趨勢。」

Said還表示,在北極這種閃電相對少見的地區,只要幾次強烈的雷暴雨就能讓某一年的閃電總數大幅增加。由於逐年變化很大,因此很難提煉出長期趨勢。

該領域的一些研究人員認為Holzworth的研究結果是說得通的。阿姆斯特丹自由大學的地球系統科學家Sander Veraverbeke認為,這項研究「支持了一個更廣泛的觀點,即北極在未來會出現更多的閃電。」2017年,Veraverbeke和他的同事報告稱,與過去相比,閃電在阿拉斯加和加拿大的極北地區引發了更多野火。

美國邁阿密大學的地理學家、研究北極野火的Jessica McCarty表示,有一個驗證Holzworth工作的方法,那就是對居住在高緯度地區的原住民和其他社群進行問卷調查。

另一種驗證方法是展開進一步的閃電探測研究。Holzworth的工作與全球氣溫變化之間存在「有意思的關聯」,芬蘭氣象研究所的閃電專家Antti Mäkelä說道。2021年,Mäkelä和同事將得到一個覆蓋挪威、瑞典、芬蘭和愛沙尼亞的閃電探測系統長達20年的數據,他們打算對這個數據集進行分析,看看斯堪的納維亞北部的閃電是否有所增加。

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