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小热风对着欧洲吹啊吹,暖暖的,很贴心

本帖由 漂亮的石头2015-09-20 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    为什么北大西洋暖流如此强劲,以至于可以对欧洲气候产生如此大的影响?

    [​IMG] 杨澍,他山之石,可以攻玉

    不知道题主的问题是不是作业,但是我的回答恐怕不会是题主想要的答案:洋流对于欧洲的温和气候有贡献,但是不是主要原因。

    欧洲的气候十分温和,虽然西欧地区纬度很高,但就是在冬天也不觉得很冷。我在荷兰,基本上冬天用不到羽绒服,降水也以下雨为主。得益于濒临大西洋的优势,西欧的冬天可以说是温暖的。那么问题来了:同样是濒临大西洋,北美东部的温度怎么样?同样是大洋两岸,东北亚和北美西部的情况又是如何?

    [​IMG]

    上图来源于 Yohai Kaspi & Tapio Schneider 于 2011 年发表于 Nature 的文章,是 1970 - 2009 年冬季(十二月到二月)的平均气温偏差。就是气温减去区域平均,红色是高,蓝色是低,灰线是 -8K。所以看北美东部和东北亚是偏低的,北美西部和西欧是偏高的。

    一般来说,由于中纬度盛行西风,那么处在大陆西侧的地区会接受来自海洋的风,大陆东侧是来自内陆的风。加上海陆热力差异,那么冬天应该是大陆东侧冷,西侧热。但是世界上最大的海洋是太平洋,最大的陆地是亚欧大陆,所以理论上来说,在亚欧大陆东侧,冷区的面积应该远大于北美大陆东侧,然而实际上它们的面积却是相当的。

    传统的解释将欧洲西部的增温归因于墨西哥湾流(Gulf Stream)的作用。湾流是来自于墨西哥湾的暖性洋流,沿北美大陆向北,然后转向东北,到达欧洲北部。

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    [​IMG]

    来源Gulf Stream

    可是又有问题了:湾流从美洲来,那应该先加热美洲?在太平洋上,与湾流类似的是黑潮。然而黑潮与湾流不同,它在日本附近就折向东,而不是东北,也就是说,没有将能量送入北太平洋,那么太平洋两岸的差异又是哪来的呢?

    哥伦比亚大学的 Richard Seager 等在 2002 年的研究中称,他们运用气候模式进行模拟,一个是控制实验,一个是海洋不进行水平方向的能量传输。他们的结果发现,无论海洋是否输送能量,欧洲和北美的温度差异始终存在,也就是说海洋的能量输送并不是大洋两岸温度差异的决定性因素。科学家们的猜想是,海洋确实在热带地区吸收了很多能量,但是在传输的过程中却不那么有效率。假定海洋和大气携带相同的能量,由于海洋的热容更大,混合层会加热海表以下的海水,那么有相当一部分能量会留在海水中。相比较而言,大气环流传输能量的效率就高多了。

    Seager 认为,是落基山脉地形效应加上角动量守恒引发的大气波动,使得北美大陆上的风向是西北风,使极地的冷空气南下,冷却了北美大陆。而欧洲是西南风,使低纬暖空气北上,加热了欧洲大陆。

    [​IMG]

    Yohai Kaspi & Tapio Schneider 也认为这温度差异其实是来自于大气波动引发的冷却作用,这也解释了为什么在东亚和北美冬季的冷区面积相当,因为这不是海陆差异导致的。他们同时认为,正是由于湾流在北美海岸加热了大气,有利于涡旋产生,加剧了大气波动,更加冷却了北美地区。他们的研究估计这一效应至少贡献了大洋两岸温度差异的 30% ~ 50%。

    所以说,湾流对西欧可能有加热,但是大气环流的贡献也不可小视,甚至有可能是主要因素呢~

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