气候

地球科学

qì hòu

气候是一个地区天气状况的长期平均模式,通常以 30 年为统计周期,包括气温、降水和季节变化。

Definition

气候是一个地方在许多年间通常经历的天气状况,按惯例以 $30$ 年为周期取平均值,包括气温、降水、湿度和风的典型值及极端值,其形成受纬度、海拔、距海远近、洋流、盛行风以及山脉屏障等因素的共同塑造。它反映了大气-海洋-陆地-冰层耦合系统的长期状态,由太阳辐射输入、约为 $0.3$ 的行星反照率以及温室强迫共同决定的全球能量平衡所设定,再经由大气环流圈和洋流重新分配;厄尔尼诺现象和北大西洋涛动等内部变率会在此基础上叠加年际到年代际尺度的波动,而米兰科维奇轨道周期则以数万年的更慢节奏,主导着冰期旋回。

Example

夏洛特属于温暖潮湿的亚热带气候,夏季闷热潮湿,冬季温和;而像凤凰城这样的沙漠城市则属于干燥气候,降雨极少;北卡罗来纳州横跨三个气候带,从湿润的皮埃蒙特和海岸平原,到更凉爽、更潮湿的山区,米切尔山的平均气温比夏洛特低超过 $10^\circ C$。厄尔尼诺年份的冬季,美国南部(包括北卡罗来纳州在内)往往更潮湿、更凉爽,而拉尼娜年份的冬季则往往更干燥、更温暖,这是因为太平洋暖池的位置发生偏移,进而改变了副热带急流的位置。

Key Insight

气候是你出门前打包行李时依据的东西,天气则是你到达之后实际遇到的状况,而位于同一纬度的两个地方,比如都在北纬 $47^\circ$ 附近的西雅图和明尼阿波利斯,气候却可能大不相同,这取决于它们距离能够起调节作用的海洋有多近。气候还拥有天气所没有的“记忆”,因为海洋需要数十年到数百年的时间才能完全响应外部强迫的变化,这意味着今天的气候仍然反映着过去的排放,而今天的排放也将使未来注定会出现尚未显现的增暖。