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2014年12月,洪涝灾害严重影响美国加利福尼亚州,造成大面积断电;
2022年4月,美国内陆的黄石公园,却因为洪水原因,被迫关闭;
2023年1月,躲过寒潮的加利福尼亚州,又遭暴雨侵袭,大面积交通瘫痪和断电,58个县一半都沦为灾区。
美国西部到底怎么了?总遇上洪涝。其实背后的罪魁是——大气河!大气河是什么?与咱们中国近些年多发的大暴雨是否有联系?今天我们就来盘盘这个问题。 01
什么是大气河?
大气河,大气中狭长的强水汽输送的瞬变通道。这句话中,我们把握几个关键点:形成于对流层大气中,名为“河”,其实是水蒸气(气态,肉眼不可见)。受强风的作用,湿润水汽呈现定向运动,也就是水循环中的“水汽输送”环节。地面河流受地形影响,有明显的河道。但“大气河”位于大气层,虽有“通道”,但其位置和路径会随风场不断移动变化。而且其发生到消亡往往只有几天到十几天。看到这里,大气河与洪涝的关系,就很容易理解了。还记得降水的三个条件吗?充足的水汽、上升气流和凝结核。风就是“快递员”,通过“大气河”给目的地送去水汽。水汽被带到陆地上,气流一旦上升,就很容易出现降水。由于水汽多,带来降水的规模大或持续时间长,所以很容易引发洪涝。研究表明,在南北向的水汽输送中,通过“大气河”输送的水汽可占90%以上。这个数据,可与陆地水量最大的河流——亚马孙河的流量相匹敌。根据大气河水汽输送的强度和持续时间,可分为1-5级,级别越大,威力越强。较低等级的“大气河”可以补充水汽、缓解地区旱情,利于人们的生产生活。例如:在2012年至2017年,美国加州经历了长达5年的旱灾,而2017年2月份的大气河活动则为当地带来了充沛的雨水,结束了这场史诗级的旱情。虽然“大气河”听着是个新词儿,但其实它指的就是从海到陆的“水汽输送”,在学水循环的时候,我们早就了解过了(下图中的3),新瓶装旧酒而已。 02
“大气河”的典型案例
我们来看大气河在北半球的杰作——美国的“菠萝快车”和中国的“暴力梅”。美国夏威夷盛产菠萝,发源于其附近的大气河,将温暖的水汽带到北美海岸。上世纪60年代,气象学家把这种现象称为“菠萝快车”。这条大气河长约3200千米,宽约800千米,厚约300千米,携带的水汽量十分惊人,可达到密西西比河平均水量的7.5-15倍。根据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)估计,“菠萝快车”单次天气过程可以带来美国西部年降雨量的30%到50%。“菠萝快车”威力巨大,从加拿大南部到墨西哥,整个北美西海岸基本都是它的快递范围。文章开头的加州几次洪灾,都拜“菠萝快车”所赐。2020年,我国江淮地区遭遇长达62天的梅雨(正常的梅雨一般持续20-25天),持续性的暴雨袭击长江中下游地区,给湖北、浙江、安徽等地带来严重影响。媒体形象地将其称为“超长待机的暴力梅”。“暴力梅”的背后就有“东亚大气河”在推波助澜。大气河源源不断地将水汽从孟加拉湾和南海输送至长江中下游。研究表明,在我国江淮地区,梅雨期与大气河相关的降水占总降水的70%-80%。相较于与大气河无关的降水,与大气河相关的降水强度是前者的8-10倍。 03
大气河的形成
如果仔细观察“菠萝快车”和“暴力梅”的位置,会发现它们的纬度相似,基本在北温带。其实大气河的形成与温带气旋有关。在温带气旋的低压槽上,冷暖空气交汇会形成锋面。(想复习温带气旋的小羊羔,可以点击此处的链接→温带气旋和热带气旋)而大气河就形成于暖湿空气的输送带中(关注下图红色箭头),它把来自海洋的湿润水汽源源不断的往气旋里送。所以,大气河主要发生在温带气旋活跃的中高纬度地区,南北半球均有分布。大气河的运动方向多与当地盛行风一致,在北半球多为西南-东北走向(左图红色箭头),在南半球则多为西北-东南走向(右图红色箭头)。另外,前面提到的东亚大气河,这个水汽输送通道还受到副高位置的影响。夏季,副高北移,把南方的水汽顺时针送到北侧,再加上北部的逆时针的温带气旋,水汽输送(大气河)的强度较大。还记得2021河南的7.20大暴雨吗?那次在高空就有大气河源源不断的输送水汽,而且和副高的位置也有密切关系,具体情况可以点击链接,听羊羊的视频课→河南暴雨的成因。
虽然课本中没有提过“大气河”,但与其相关的内容基本都是课内学过的知识,所以做题时,如果遇上陌生名词也别怕,只要咱们课内基础扎实,并且吃透资料提示,都是可以顺利应对的。 04
别着急,带点题走……
大气河指大气低层的一种长带状强水汽输送通道,通常起源于热带海洋,负责完成大气中大部分(>90%)经向水汽传输。大气河对登陆台风的维持和衰减有一定的影响。下图示意某时期有大气河伴随的台风路径(a)及无大气河伴随的台风路径(b)。据此完成下列小题。
【解析】大气河伴随台风,“台风”是一个关键的信息提示,而我国台风多发于7、8月份,故可以直接判断答案为C。【解析】台风登陆后,一方面与地面等障碍物进行剧烈摩擦,消耗大量能量,还有离开海洋后得不到大量水蒸气能量的支持,所以登陆后就会慢慢减弱。从图中可看出,有大气河伴随的台风路径比没有大气河伴随的台风在陆上运动路径更长,是因为大气河是强水汽输送通道,可以补充登陆后台风的水汽,同时在水汽凝结过程中释放热量。而其他方面大气河不会产生明显影响。故答案为:D。
大气河是指大气低层里的一种长带状强水汽通道,其水汽含量与气温成正相关。由于受北半球大气环流的影响,由热带地区向极地地区输送的大气河的运动方向与盛行风一致。下图为北半球西风带垂直于大气河水汽运动方向的剖面,据材料完成下面小题。4. 受全球气候长期变化趋势的影响,大气河的强度可能会
【解析】材料中提到大气河与盛行风向一致,在北半球西风带中,大气河的运动方向为自西南向东北。题目说MN与大气河运动方向垂直,故MN的走向为西北-东南。【解析】大气河是指对流层大气中的带状强水汽通道,其水汽含量与气温成正相关;全球气候有变暖,使得蒸发量增加,所以海洋空气湿度会更大,所以大气河输送的水汽量会更大,因而强度增大。故答案为:C。
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