超級電腦模擬氣候 氣壓脊封鎖雨水導致「加州大乾旱」

北極冰山融化速度超乎預期,專家擔憂10年內恐怕會完全消失。(圖/取自歐洲太空總署)

▲盧卡斯團體使用超級電腦,在各式氣候的情景下進行了10萬年模擬。(圖/取自歐洲太空總署)

國際中心/綜合報導

最近科學家發現北極海的冰幾乎消失,距離美國西邊好幾千英里遠的地方,形成了一個高壓系統,封鎖住往加州移動的大型風暴,因此阻礙了降雨。數據顯示,隨著北極夏季的海冰在未來消失,加州中部、內華達山脈和一些全國人口最多的地方可能會有嚴重缺水的問題。

根據《麻省理工科技評論》(MIT Technology Review)報導,大氣科學家茨維亞諾維奇(Ivana Cvijanovic,以下稱維奇)使用電腦模擬氣候變化模式,發現美國將來可能面臨大缺水的危機。

氣候模型一般被認為「地球複雜系統」的不可靠近值,但隨著技術、運算能力進步,尤其是核武器研究運算方式的加入,電腦得以越來越精準預測未來氣候變化,甚至能知道全球暖化正在以何種方式改變地球未來發展的樣貌,同時幫助科學家了解極端氣候的原因。

氣候模型主要是透過模擬軟體,估計地球對各種影響產生的反應,例如二氧化碳排放量隨著時空的波動而變化,科學家使用立體網格來呈現大地表面、海洋、大氣層狀況。過去十年來,模型解析的進步極大,裡面包含海冰、氣溶膠、植被及其他有相關聯的因素,每個立體方框也變得更精準,面積從500平方公里變成25平方公里。

雖然科技進步之大,但現實和模型預測間仍有不小的差距,美國能源部國家實驗室科學家盧卡斯(Donald Lucas)參與了一項「增加氣候模擬結果可信度」的計畫,為期三年。盧卡斯團體使用半數以上勞倫斯利佛摩實驗室(Lawrence Livermore National Lab.)的超級電腦,在各式氣候的情景下進行了10萬年模擬,但近3年期間,都沒有預測到2012年北極海冰「大幅消融」的現象。

科學家因此決定進行另一個模擬實驗來找出原因,最後發現有3個變數就占了總變化的95%,其中一個為海冰上積雪顆粒的大小,會影響陽光反射,還有一個為雪的導熱係數,定義為熱量在冰中移動的速度。這三個變數有時候需要一個星期才能做一個分析,整個過程因此需要幾個月的時間。

維奇發現,冰塊太小以至於不夠將熱量反射回太空,使得該地區的溫度上升,足以引發降水和發風的變化,還會改變對流及環流模式。像加州這次在大氣中產生大量「高地壓地區」,並在北太平形成一個氣壓脊,把風暴遠離加州,導向加拿大和阿拉斯加。

▼氣候模型隨著技術、運算能力進步,尤其是核武器研究運算方式的加入,電腦得以越來越精準預測未來氣候變化。(圖/取自PIXABAY)

▲▼北極冰融化導致加州大乾旱。(圖/取自PIXABAY)

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