日本在全球变暖中首当其冲,未来或将“四季变两季”

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近年来,日本极端天气频发,屡遭酷暑和暴雨袭击。2024年,日本的气温再度刷新前一年创下的历史最高纪录,春、夏、秋三季都打破了自有统计以来的最高纪录。由于全球变暖,日本一带已成为全球气温上升最显著的区域之一。如果二氧化碳排放量持续增加,全球变暖进一步加剧,夏季酷暑或将成为“新常态”,甚至日本的四季可能会变为“两季”。 

酷暑灾害是二氧化碳增加引发的“人祸”

清少纳言(*1)若仍在世,恐怕无法在《枕草子》(*2)中写下“春日晨光好”的开篇名句。近年来,日本的气候正在发生“稳态转换(*3)”,或许未来将只剩下漫长的夏季与冬季。稳态转换一旦完成,届时即便人类减少二氧化碳排放,也难以轻易恢复原状。因此,减少二氧化碳排放已是刻不容缓的任务。

日本每年因中暑死亡的人数高达上千人,约为风灾、水灾死亡人数的10倍。而且,酷暑灾害也可以说是一种“人祸”,因为其原因之一正是二氧化碳增多导致的全球变暖。

近年来,日本数度遭遇刷新观测史纪录的极端天气(PIXTA)
近年来,日本数度遭遇刷新观测史纪录的极端天气(PIXTA)

如今,仍有人相信“近年来的极端天气是自然变化的结果”。然而,从科学的角度来看,认为“全球变暖只是自然变化”的观点显然是错误的。例如,有人主张“太阳活动的变化是‘罪魁祸首’”。的确,太阳活动大约每隔10年会经历一次强弱变化,因此,有些十年一遇的气象现象可能与太阳活动有关。但近年来,日本持续遭遇刷新气象观测史“最高”或“最大”纪录的极端天气,这种现象已超出了自然周期变化的范畴。事实上,由温室气体增加造成的影响,已经超过了太阳周期变化的影响。

北极冰川融化与西风带蛇行对日本影响巨大

酷暑在日本肆虐的原因主要有二:大气异常和海洋异常。我们先从大气开始分析。

由于温室效应加剧,北极海冰正在急速融化。北极本是一个由雪与冰层构成的纯白世界,白色表面能够反射太阳光,防止温度上升。然而,全球变暖导致冰层融化,白色区域缩减,因此反射的阳光减少,结果造成北极的变暖速度远超其他区域。这一系列连锁反应被称为“北极放大效应”。

现在我们明白了北极面临严峻形势,但为什么连日本的气候也会受到如此大的影响呢?

主要原因是日本和欧洲等中纬度地区上空西风带的“蛇行”。通常,西风带北侧是冷空气,南侧是暖空气,以西风带为分界线,南北气温差异显著——北方冷,南方热。然而,近年来,西风带发生剧烈弯曲,如斗折蛇行一般,而日本正好处于西风带向北凸起的位置。

西风带

西风带南侧的高气压长期停滞,导致该区域气温升高。在北半球,高气压区的气流为顺时针方向。当西风带向北凸起形成高压脊时,该区域的风也呈顺时针方向流动。因此,西风带剧烈北移的地区,会受到高气压系统持续控制。

西风带的剧烈蛇行始于2010年左右。在此之前,这一现象并不明显。

西风带就像河流,流速快时趋于直线,流速慢时蜿蜒曲折。而西风带的速度取决于南北温差:南北温差越大,速度越快;南北温差越小,速度越慢。近年来,北极气温急剧上升,使北极与赤道之间的温差缩小,导致西风带速度减缓,从而产生了剧烈的蛇行现象。因此,北极的快速变暖通过西风带影响着日本的气候。

受地球自转偏向力影响,蛇行的波动方向向西。而西风带本身自西向东流动,二者的作用相互抵消,使西风带整体不会发生较大偏移,进而导致极端天气长时间停滞在某一区域。

夏季,自大陆吹来的西风带在日本一带向北弯曲,这一现象的主要原因在于大陆的升温速度快于海洋。在夏季,欧亚大陆东部的气温比海洋高,因此从西边流向日本的气流温度偏高。当热空气覆盖日本后,西风带就像是要绕开这股暖流一样,在日本附近向北偏折。

日本原本就比较容易遭遇高温天气,而上述现象又加剧了这一趋势。

日本近海海面温度异常升高

不仅是大气,海洋也正在加剧日本的高温天气。全球海水温度正在急剧上升,其中,日本近海升温尤为显著。

全球海水温度与往年相比的变化。黑色、红色、黄色区域温度高于往年同期,蓝色区域低于往年同期(来源:美国国家海洋和大气管理局,2024年9月中旬数据)
全球海水温度与往年相比的变化。黑色、红色、黄色区域温度高于往年同期,蓝色区域低于往年同期(来源:美国国家海洋和大气管理局,2024年9月中旬数据)

沿日本太平洋一侧自南北上的日本暖流(又称“黑潮”)也发生了明显变化。过去,日本暖流通常经过高知县附近海域和纪伊半岛附近海域,随后向东拐,流向太平洋。但如今,日本暖流在高知附近向南弯曲,之后再次北上,沿千叶县、东北地区近海一路北上,延伸至北海道南部海域。

从海面温度观察洋流变化

自开始观测以来,日本暖流首次发生这种路径变化,且已经持续超过两年。日本东北地区和北海道周边海域的海面温度比往年高5摄氏度以上。通常情况下,海面温度比往年高出2度就已经属于异常,而如今状况更甚。

异常高温海水加剧暴雨灾害

去年9月,能登半岛出现创纪录强降雨,近年来日本频繁遭受此类特大暴雨的袭击。其中一个重要原因,就是海水温度升高导致水蒸气急剧增加,从而使云层能量增强,引发强降雨。

日本各地遭遇暴雨灾害(PIXTA)
日本各地遭遇暴雨灾害(PIXTA)

全球变暖导致的酷暑是海面温度异常上升的“元凶”之一。酷暑最终导致暴雨,这是一系列连锁反应。因此,日本任何地方都有可能发生创纪录的强降雨。说人类本身就是造成降雨增多的“共犯”也不为过。而防止这些灾害的关键,就是减少二氧化碳排放。

冬季暴雪同样源于全球变暖

近年来,日本频繁发生暴雪天气,带来严重灾害。事实上,日本每年因暴雪而丧生的人数超过了风灾和水灾造成的死亡。这种短时间强降雪,也是由全球变暖引发的暖冬趋势造成的。

道路两侧的积雪像墙壁一样又厚又高(PIXTA)
道路两侧的积雪像墙壁一样又厚又高(PIXTA)

近年来,到了冬季,西风带在中国至日本一带和北美地区向南弯曲。当这种蛇行现象加剧时,北极的冷空气就被分散至欧亚大陆和北美大陆,其中一部分会大规模移动至日本附近。尽管北极冷空气的整体力量正在减弱,但由于西风带蛇行,被分开的冷空气更容易向南扩散。而冷空气本身又具有朝温暖水域前进的特性,所以很容易到达日本附近。冬季,北极冷空气与温暖水域交汇的地方,就是日本。

冬季强寒潮 原因是北极圈冷空气大规模移动

北极海冰急剧减少,导致阿拉斯加上空的大气变暖,西风带为避开温暖海域而向北折。南北蛇行的西风带将北极的冷空气东西分裂,分别扩散至东亚和北美。

日本周边海水温度异常升高,即使在冬季,也会产生大量水蒸气。来自大陆的强冷空气大量吸收这些水蒸气,形成厚重的雪云,导致日本暴雪风险增加。

不仅如此,来自西伯利亚的寒冷北风在经过朝鲜半岛北部时分为两股,越过日本海后,在海上合流。它们吸收了日本海温暖的水蒸气后,形成条状的雪云。这种现象被称为“日本海极地气团辐合带”(JPCZ),部分媒体也将其称作“线状降雪带”。而海水温度升高的原因之一正是全球变暖和酷暑,所以,全球变暖和暴雪之间实际上也是相关的。

“人类已经打开了地狱之门”

日本是受全球变暖影响最为严重的国家之一。因此,日本应当是世界上对全球变暖及其引发的极端天气最为敏感的国家。然而,现实却是,大多数人对此漠不关心。

在2023年美国纽约举行的气候雄心峰会上,联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯发出警告:“人类已经打开了地狱之门。”

我常说,“世界已经站在通往‘另一个世界’的入口”。所谓“另一个世界”,举例来说,就是一个气温达到40度的夏天成为日常的世界。

2023年9月20日,联合国秘书长古特雷斯出席联合国气候雄心峰会(时事社)
2023年9月20日,联合国秘书长古特雷斯出席联合国气候雄心峰会(时事社)

全球变暖加剧导致人类和地球将发生不可逆的变化,这些变化的分水岭被称为“临界点”。这个临界点或将是全球海面温度比100年前升高1.5度的时候。海洋本来具有缓和夏季高温、吸收温室气体的作用。然而,现在由于海面温度升高,海洋给陆地降温的效果减弱,吸收温室气体的能力也变差。事实上,2023年海面温度升高已超过1.4度,人类已经没有退路了。

海洋占地球面积的70%,因此,海洋变暖是使地球走向“另一个世界”的重要影响因素。这绝非危言耸听。但是,转圜余地尚存。只要海面温度能够恢复正常,人类依然可以避免最坏的结果。形势严峻,刻不容缓,我们必须行动起来了。

标题图片:日本周边海面温度与往年的差异。红色越深,代表海水温度比往年越高(2024年9月21日,引用自日本气象厅网站)

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(*1) ^ 清少纳言(约966年-约1025年),日本著名女作家——译注

(*2) ^ 《枕草子》,清少纳言创作的随笔集,大约成书于1001年——译注

(*3) ^ 稳态转换,指生态系统、气候或其他复杂系统结构和功能发生大规模、突然和持久性变化的现象——译注

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