來自芝加哥大學的研究為風暴的差異提供了第一個明確的解釋，並證明風暴隨著時間的推移變得更加嚴重。幾個世紀以來，走遍世界的水手們知道，最強大的風暴位於南半球。在1849年一次繞過南美洲頂端的航行中，一位乘客寫道：”海浪像山一樣高，每一次翻滾都有可能淹沒[船]”。

世界的地形圖，較高的山脈為深棕色，較低的地區為綠色。根據一項新的研究，北半球比南半球有更多的土地和更高的山脈，這在一定程度上有助於減少風暴。資料來源：美國宇航局噴氣推進實驗室

多年以後，科學家們通過分析衛星數據證實了水手們的觀察，南半球經歷的風暴比北半球多24%。然而，這種差異的原因並不為人所知。

由芝加哥大學氣候科學家Tiffany Shaw領導的一項新研究為這一現象提出了第一個具體解釋。Shaw和她的同事發現了兩個主要的罪魁禍首：海洋循環和北半球的大山脈。

該研究還發現，自20世紀80年代衛星時代開始以來，這種風暴性不對稱性已經增加。這種增加被證明與基於物理學模型的氣候變化預測在質量上是一致的。

長期以來，我們對南半球的天氣了解不多：我們觀察天氣的大部分方式是基於陸地的，而南半球的海洋比北半球多得多。

但隨著1980年代基於衛星的全球觀測的出現，我們可以量化這種差異有多大。南半球有更強的噴流和更強烈的天氣事件。

一些想法已經流傳開來，但沒有人對這種不對稱性做出明確的解釋。Shaw和Osamu Miyawaki（22歲的博士，現在美國國家大氣研究中心工作）以及華盛頓大學的阿倫-多諾霍從他們自己和其他以前的研究中得到了一些假設，但他們想採取下一步行動。這意味著將來自觀測、理論和基於物理學的地球氣候模擬的多條證據匯集起來。

“你不能把地球放在一個罐子裡，”Shaw解釋說，”所以我們使用建立在物理學定律上的氣候模型，並進行實驗來測試我們的假設。”

他們使用了一個建立在物理定律上的地球氣候數字模型，再現了觀測結果。然後他們一次次地移除不同的變量，並量化每一個變量對風暴性的影響。

他們測試的第一個變量是地形。大的山脈以一種減少風暴的方式破壞氣流，而北半球有更多的山脈。

事實上，當科學家們將地球上的每座山都夷為平地時，兩個半球之間的風暴性差異約有一半消失了。

另一半則與海洋環流有關。水在全球的流動就像一個非常緩慢但強大的傳送帶：它在北極地區下沉，沿著海洋底部行駛，在南極洲附近上升，然後在表面附近流動，攜帶能量。這在兩個半球之間形成了一個能量差。當科學家們試圖消除這個傳送帶時，他們看到另一半的風暴性差異消失了。

在回答了關於為什麼南半球的風暴更大的基本問題之後，研究人員繼續研究自從我們能夠跟踪風暴以來，風暴性是如何變化的。

縱觀過去幾十年的觀測，他們發現，從20世紀80年代開始的衛星時代，暴風雨的不對稱性已經增加。也就是說，南半球正在變得更加暴風雨，而北半球的平均變化可以忽略不計。

南半球的風暴性變化與海洋的變化有關。他們發現類似的海洋影響也發生在北半球，但其影響被北半球因海冰和雪的損失而對陽光的吸收所抵消。

科學家們檢查後發現，作為政府間氣候變化專門委員會評估報告的一部分，用於預測氣候變化的模型顯示了同樣的信號，這是對這些模型的準確性的一個重要的獨立核查。

可能令人驚訝的是，這樣一個看似簡單的問題：為什麼一個半球比另一個半球更暴風雨這麼長時間都沒有答案，與許多其他領域相比，天氣和氣候物理學領域相對年輕。只是在第二次世界大戰之後，科學家們才開始建立驅動大規模天氣和氣候的物理學模型（其中的關鍵貢獻是由卡爾-古斯塔夫-羅斯比教授在芝加哥大學做出的）。

但是，對氣候背後的物理機制及其對人類造成的變化的反應有一個深刻的理解，如本研究中所闡述的，對於預測和理解隨著氣候變化的加速會發生什麼至關重要。

“通過奠定這一理解基礎，我們增加了對氣候變化預測的信心，從而幫助社會更好地準備應對氣候變化的影響，”Shaw說。”我的研究的主要線索之一是了解模型現在是否為我們提供了良好的信息，以便我們可以相信它們對未來的說法。賭注很大，為正確的理由獲得正確的答案是很重要的。”