印度洋云端上的「大水坑」?——新发现的气候型态:大气湖泊
2022 1月 17 By 科学探索家 0 comment

2021 年 12 月 16 日,一名来自迈阿密大学的大气科学家──Brian Mapes(布莱恩•马帕斯)於美国地球物理联合会(American Geophysical Union,AGU)所举办的秋季会议中,提出近期於西印度洋所观察到之新兴气象型态, 一种长时间存在於大气中,移动缓慢的水气团 ,「大气湖泊」(Atmospheric lake)!

神秘大气湖的手足:容纳一整条河的大气

过去当我们提及「大气」二字时,脑海中冒出的第一个想法通常是充斥在我们生活周遭的气体:人类呼吸作用所需之氧气、占大气比例最重的氮气或是现今耳熟能详的温室气体甲烷或二氧化碳…。

但你知道,在大气中同样也具有似河川一般流动的水气传输通道吗?

在大气的对流层中,有一条结构狭长且连绵不断的水气运输通道,科学家将其称为「大气河流」(Atmospheric river)。大气河流中主要的水气源自於温暖潮湿的热带地区,而顺着大气河流流动至较高纬度的区域,并以降雨(雪)之形式落下。

最着名的大气河流是一条被称作「Pineapple Express」的强大水气传输通道!(因其经过盛产凤梨的夏威夷群岛,故被称作凤梨特快)这条大气河流会将位於夏威夷地区的温暖水气带到较高纬度的美国西海岸,造成加利福尼亚州当地降下豪雨或大雪,於此同时,大量降下的雨水(雪)也是美国西海岸重要的淡水来源。

但强大的大气河流有时也会造成洪患的灾情,在2021 年 11 月,美国西部与加拿大西北部便受到 Pineapple Express 的影响,太平洋热带海域所蒸发的水气大量被带往美洲西岸,造成豪雨袭击,甚至造成单日降下该地近一个月的总雨量,造成加拿大卑诗省当地的严重灾情。

一整团漂浮的……湖水?

而 Mapes 所发现的大气湖泊,最初只是在印度洋-太平洋海域上方的水气,并逐渐从印度洋往非洲移动。与大气河流相异的地方在於,当大气湖泊在移动时,会逐渐与产生湖泊的天气系统分离、收缩,最终聚集成孤立的水气团,缓缓地漂浮在赤道周遭的海洋区域,而并不像大气河流般快速的前进并带来降雨。

更准确地来定义,大气湖泊的现象之所以需要被解释,最主要是因为当中所包含的水气是足以造成大量降雨的水气含量,但却又与过去我们时常接触到的气旋形成过程与现象,抑或是现今较为了解的大气河流表徵大为不同,更是增添了其特别之处。

在查看近五年的卫星数据後,研究团队总共发现 17 个大气湖泊!

这 17 个大气湖泊,皆位在赤道10 度以内的区域(若湖泊远离赤道,也可能逐渐变成热带气旋),且存在於大气中的时间皆超过 6 天,而最长寿命的大气湖泊,更是在空中停留整整 27 日!透过计算更是得出:若将大气湖泊中所含之所有水气凝结成肉眼可见的水,将会形成一个仅有几公分深,但约有 1000 公里宽的大水坑!

旱灾的另类解套方式?!

目前发现大气湖泊的区域──印度洋-太平洋海域地区旁的非洲东海岸,因长年受到副热带高压的垄罩,盛行下沉气流,造成非洲东海岸全年乾燥少雨,降水量极为稀少,当地的水资源也相对匮乏。若找到方式使东非上空附近的大气湖泊水气大量降下至地表,也许便能为东非国家的乾燥地区带来更多的水资源!

再者,因东非气候长年乾燥,所以当偶然出现大雨时,必定也会被当地居民所记录!Mapes 认为透过深入探索东非当地的知识後,或许会搜寻到与大气湖泊相关资料,让科学家更进一步了解大气湖泊。

「这是一个十分乾燥的地区,所以如果大气湖泊出现时,对这一地区一定十分重要!」(“It’s a place that’s dry on average, so when these [atmospheric lakes] happen, they’re surely very consequential,” Mapes said.)

踏上神秘湖泊的探索之路!

Mapes:「将大气湖泊带到近岸的风十分特别,他的风速趋近於零,也就代表,几乎所有事件都可能影响着大气湖泊的移动。」

大气湖泊什麽情况下会产生?大气湖泊为何会与产生的源头分离?推动大气湖泊的大气模式为何?为什麽大气湖泊在印度洋-太平洋区域会向西移动?种种有待被解决的疑问,使 Mapes 和研究团队开始计划使用更多的卫星数据与每日的密切观察来研究这新兴的气象型态。

过去的天气观测方式主要着重在月份的降雨与水气研究等,而较少着墨於每日的水气变化,Mapes 推估这也是为何大气湖泊至今才被发现的原因。故研究团队倾向利用详细的卫星分析资料,了解每日水气的变化是否会影响着大气湖泊的生成,希望透过更多的研究来来了解大气湖泊的起源与成长!

参考资料

  • What Is an Atmospheric River?(https://scijinks.gov/atmospheric-river/)
  • What are atmospheric rivers? Learn more about these rivers in the sky(https://www.noaa.gov/stories/what-are-atmospheric-rivers)
  • RESEARCHERS IDENTIFY NEW METEOROLOGICAL PHENOMENON DUBBED “ATMOSPHERIC LAKES”( https://news.agu.org/press-release/researchers-identify-new-meteorological-phenomenon-dubbed-atmospheric-lakes/)
  • Scientists Identify a Previously Unknown Type of Storm, Called an ‘Atmospheric Lake’(https://www.sciencealert.com/a-new-type-of-storm-has-been-identified-called-an-atmospheric-lake)
  • Atmospheric lakes bring much-needed rain(https://earthsky.org/earth/atmospheric-lakes-rain-indian-ocean-africa/)

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