一項由耶魯大學科學家領導的新研究表明，21世紀颶風和颱風將擴展到中緯度地區，其中包括紐約、波士頓、北京和東京等主要城市。

該研究的作者在《自然-地球科學》雜誌上寫道，熱帶氣旋–颶風和颱風–可能在各自的半球向北和向南遷移，因為地球因人為的溫室氣體排放而變暖。2020年的亞熱帶風暴Alpha，第一個被觀察到在葡萄牙登陸的熱帶氣旋，以及今年在康涅狄格州登陸的颶風Henri，可能是這種風暴的預兆。

“這代表了一個重要的、被低估的氣候變化風險，”研究第一作者Joshua Studholme說，他是耶魯大學文理學院地球和行星科學系的物理學家，也是今年早些時候發表的聯合國政府間氣候變化專門委員會第六次評估報告的作者之一。

Studholme說：“這項研究預測，21世紀的熱帶氣旋將可能出現在比過去300萬年地球上的情況更廣泛的緯度範圍。”

該研究的共同作者是耶魯大學海洋和大氣科學教授Alexey Fedorov、Shirshov海洋學研究所的Sergey Gulev、麻省理工學院的Kerry Emanuel和雷丁大學的Kevin Hodges。

雖然熱帶氣旋的增加通常被認為是氣候變化的預兆，但關於它們對地球平均溫度的敏感程度仍有許多不清楚的地方。在20世紀80年代，該研究的共同作者Emanuel利用經典熱力學的概念預測全球變暖將導致更強烈的風暴–這一預測在觀察記錄中得到了驗證。

然而，熱帶氣旋和氣候之間關係的其他方面仍然缺乏基於物理的理論。例如，對於風暴的總數是否會隨著氣候變暖而增加或減少，或者為什麼地球每年會經歷大約90個這樣的事件，科學家們並沒有達成一致。

Fedorov說：“熱帶氣旋在未來將如何變化，存在很大的不確定性。然而，多個證據表明，即使熱帶氣旋的總頻率沒有增加，我們也可能在中緯度地區看到更多的熱帶氣旋，這一點仍在積極爭論之中。再加上預期的熱帶氣旋平均強度的增加，這一發現意味著在地球變暖的氣候下，熱帶氣旋帶來的風險更高。”

通常情況下，熱帶氣旋在低緯度地區形成，這些地區可以接觸到熱帶海洋的溫暖水域，並且遠離急流的切變影響。地球的自轉導致雷暴集群聚集並旋轉起來，形成渦流，成為熱帶氣旋。颶風形成的其他機制也存在。

研究人員說，隨著氣候變暖，赤道和兩極之間的溫差將減少。在夏季，這可能會導致噴氣流減弱甚至分裂，在中緯度地區為熱帶氣旋的形成和加強打開一扇窗。

在這項研究中，Studholme、Fedorov和他們的同事分析了地球上遙遠的過去的溫暖氣候的數值模擬，最近的衛星觀測，和各種天氣和氣候預測，以及管理大氣對流和行星尺度風的基本物理學。例如，他們指出，在始新世（5600萬至3400萬年前）和上新世（530萬至260萬年前）紀元期間，模擬較溫暖的氣候，看到熱帶氣旋在較高緯度形成和加強。

“在進行未來的颶風預測時，核心問題是用於氣候預測的模型沒有足夠的分辨率來模擬現實的熱帶氣旋，”耶魯大學的博士後研究員Studholme說。“相反，通常使用幾種不同的、間接的方法。然而，這些方法似乎扭曲了熱帶氣旋如何形成和發展的基本物理學。其中一些方法還提供了相互矛盾的預測。”

這項新研究通過分析當前氣候模型中無法體現的太小規模的颶風物理學與地球噴流和南北空氣循環（被稱為哈德里環流圈）的更好的模擬動態之間的聯繫得出其結論。