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烈日灼心,怎一个『热』字了得

2022-11-03本刊综合

发明与创新 2022年31期
关键词:环流热浪神器

◆本刊综合

2022年夏天,你最大的感受是什么呢?一定是热,很热,非常热。的确,今年夏天,是气象观测史上最炎热的夏天,堪称世纪性高温事件。

今年夏季,我国多地进入“炙烤模式”,中央气象台连续发布高温预警40余天,其中连续发布高温红色预警12 天,国内40 ℃以上高温城市屡见不鲜。干涸的河床、板结的土壤、燃烧的森林……“热浪”带来的影响远不止这些,经受“烤验”的远不止我国。

北半球多国相继出现持续高温热浪事件,多地气温突破历史极值。北极温度一度飙升至32.5 ℃,格陵兰岛单日融冰约60亿吨,3天融冰量可填满720万个奥运会标准游泳池,欧盟约47%的土地处于“警告”状态,欧洲正在经历可能是五百年来最严重的干旱。

本期策划让我们共同关注那些烈日灼心背后的事。

“热浪”下的北半球

今年6月,全球平均气温较往年偏高约0.4 ℃,为1979年以来最高。其中俄罗斯北部、欧洲西部等地偏高2 ℃以上。西班牙、法国和意大利等地的日最高气温超过40 ℃,多个城市刷新高温纪录。

截至8月28日,我国有23个省(自治区、直辖市)出现40 ℃以上高温,366个国家气象站日最高气温持平或突破历史极值。高温成为昼夜不休的“劳模”,呈现“白+黑”复合型特点。人们想在“一早一晚”觅得几分清凉,逐渐成为奢望。

在持续高温天气的影响下,以“湿热”著称的重庆变成以“干热”为主,“汛期反枯”成为今年盛夏新的关键词。在长江流域,多处水位创有记录以来新低,洞庭湖、鄱阳湖提前“入枯”,仅一个月时间“缩水”近70%;下游的上海长江口出现罕见夏季咸潮。此外,用电需求激增、水电产能下降、农业生产受阻等,高温干旱带来的更多连锁反应越来越深入地影响人们的生活。

图1 鄱阳湖同期水域面积对比图(图/江西省生态气象中心)

此外,航班停运、铁路限速、山火蔓延……极端高温天气带来的一系列影响,成为北半球人们共同面对的危机。在英国,民众经历了40.3 ℃这个创纪录高温,柏油路面熔化、铁轨弯曲变形。在意大利,人们同时经受着热浪和电荒的考验。在西班牙,超过2000人死于这次罕见高温。

图/图虫创意

图2 干涸的西班牙锡哈拉水库 (图/新华社 孟鼎博 摄)

持续的高温还导致干旱与山火相伴而生。法国卢瓦尔河部分河段几乎完全干涸,部分运河被迫关闭;莱茵河水位大幅下降,面临断航;意大利最长河流波河水位创历史新低,稻田水干涸或将导致水稻收成“腰斩”。今年1—8月中旬,欧盟被烧毁的森林面积创2006年开始相关记录以来的同期新高,整个北半球都在此次高温以及高温带来的连锁反应中“挣扎”。

高温天气给动物们也带来了威胁。动物园的管理员不得不采取各种措施,帮动物们降温:让它们待在空调房,泡在水中,趴在冰上,……西班牙马德里动物园的工作人员还给园内的狮子、海豹提供用牛肉或鱼制成的冰棒,大熊猫“冰星”则吃上了西瓜冰棒,等等。

热浪”因何而来

在此次极端“热浪”天气中,大气环流异常是高温形成的基础,“拉尼娜”事件推波助澜,不断为高温输送“燃料”,全球气候变暖大环境下的增暖放大与调制作用显现,是这次高温事件的成因。

大气环流异常——“火力十足”

今年夏天,北半球大气环流系统出现异常,呈现一致性的暖性高压环流系统控制状态。暖性高压环流系统是高温的直接来源,在其影响下,热空气滞留在地面附近,吹不走、散不去,导致气温持续升高。

换言之,在今夏的北半球,西太平洋副热带高压、大西洋副热带高压和伊朗高压均阶段性增强,形成大范围的整体环球暖高压带,以往各自为“战”的高温形成“统一战线”。

“拉尼娜”事件——推波助澜

“拉尼娜”事件即太平洋中东部海水异常变冷,它导致了一系列连锁反应:首先导致热带纬圈环流加强,从而引发纬圈次级环流的齿轮效应,导致副热带高压进一步增强。今春以来,“拉尼娜”事件持续增强,其间,印度洋的海温也出现异常,两者对大气环流异常起到推波助澜的作用。

全球变暖——从“幕后”到“台前”

在全球变暖的背景下,全球气候系统不稳定性加剧,极端天气气候事件频发、广发、强发和并发。未来十年,高温热浪天气或将更频繁、更强烈。这场持久不退的“高烧”背后有着无数个气候异常因子影响,而所有异常因子的产生,都与全球变暖的气候大环境息息相关,人类活动正在成为地球升温的无形“推手”。

“热浪”之下,如何防控

极端气候虽难以把控,但在科技高速发展的今天,人们可通过高温和高温中暑预警,借助各种防暑抗旱的“神器”,为“热浪”天气提供“凉”策。

气象先导供“凉”策

在此次高温事件中,我国气象部门在高温初见端倪之时,借助雷达、卫星、自动气象站等设备组成一体化监测网络,准确把握高温发展势头,借由高分辨率数值预报、智能网格预报与融合人工智能、大数据等科学预测未来各地高温发展态势,为相关部门提供决策依据。此外,高温中暑气象等级预警还能依据温度、湿度等气象条件,预报高温气象条件对人体中暑的潜在影响。

多个国家建立了基于气团分类的热浪监测预警系统。美国费城根据热天气健康监测预警系统运行效果的评估,及时做出预警。日本研发了基于天气的热障碍预测系统,通过输入用户的身体状况与生活方式等信息,可获取定制的中暑等级预测信息及预防和治疗建议。

图3 街头的喷水消暑装置(图/新华社张笑宇 摄)

“追云布雨”有“神器”

人工增雨是根据各地云层特征和地形条件,选择对应的装备,再搭配合适的催化剂使用,促进云滴迅速凝结或碰并增大成雨滴,降落到地面的过程。现在让我们一起看看这些化云为雨的“神器”吧。

神器一:增雨飞机

擅长本领:直接入云播撒

特点:机动性强、作业面积大

图4 空中国王350增雨飞机(图/中国气象局人工影响天气中心)

神器二:地面火箭

擅长本领:对流云作业

特点:播撒路径长、性能稳定

神器三:高炮

擅长本领:冷云作业

特点:发射高度高、作业集中

神器四:地面烟炉

擅长本领:山区作业

特点:不受空域影响

科技助力 智慧应“烤”

面对来势汹汹的高温干旱气候,我国在农业抗旱、城市和人体降温等方面都有哪些妙招?

农业“智”抗旱

妙招一:我国科学家发现了让水稻更抗旱的基因——OsRINGzf1,它能通过减少细胞上的水分通道来减少细胞失水,提高植株在干旱条件下的保水能力。

妙招二:以微喷、滴灌、管灌和水肥一体化为主的高效节水灌溉设施取代以往的大水漫灌方式,实现农业灌溉用水集约、高效,让每一滴水发挥最大的作用。

图5 高效节水灌溉设施助力农民增产增收(图/新华网 刘肖坤 摄)

妙招三:新型大棚喷淋设备利用压力阀实现雨滴状喷洒,较传统灌溉可节水30%~40%。此外,升级远程控制水肥一体机还能完成自动兑水、兑肥、兑药。

城市“智”降温

妙招一:多功能抑尘车搭载的喷雾“大炮”通过前后风扇叶转动,将喷出的水雾化,为城市和市政养护工人室外作业进行防暑降温。

妙招二:地铁站配备站内通风空调系统,具备实时调节的控温功能,提供了较为舒适的搭乘环境,吸引人们前来纳凉,成为新晋“避暑胜地”。

此外,专业的送风装置、“行走”的冰马甲、清凉口罩贴等,为抗“疫”一线的医护人员送去一丝清凉。

图6 工作中的多功能抑尘车 (图/《余杭晨报》官方账号)

延伸阅读

人工增雨的那些事

人们习惯称人工增雨为人工降雨,然而一字之差,意思大不相同。人工降雨只能加快降雨的时间,并非增加云中水的含量,所以,称人工降雨为人工增雨更具科学性。

☆雨如何“增”

人工增雨主要是针对目标云系选择合适时机,通过增雨飞机、地面火箭和高炮、高山烟炉等,向云中播撒碘化银、干冰和盐粉等催化剂,使云层降水或增加降水量。

☆想增就能增吗

只有当云系发展到一定的厚度(大于2千米),云中具备一定的过冷水(低于0 ℃且未结冰的水)含量,且云中存在上升气流,通过地面火箭、高炮或飞机将催化剂输送到云中的有效部位,才能起到人工增雨的作用。

☆人工增雨一定会下雨吗

不一定。人工增雨作业后,一般有效时间在3~6小时,不一定会立竿见影形成降雨。

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