为什么我们应该对温带低压系统感兴趣？
温带低压系统（不要与
热带气旋
）是出现在热带地区以外的低压区，伴随有独特的天气现象（降水、风、云）。这些低压系统在很大程度上决定了我们这个纬度的天气。
它们是造成中纬度大部分降水的原因
并造成了许多风暴事件（例如洛萨 (Lothar)）。
这些强大的低压系统在气候变暖的情况下将如何演变？到本世纪末，与这些系统相关的风和降水将如何变化？这些问题绝非无关紧要，近年来已成为众多研究项目的主题。因此，我们分两部分总结了有关该主题的当前科学知识。在第一部分中，我们分析了对温带低压系统动力学有直接影响的气候变化特征。第二部分展示了这些特性如何影响温带低压区的强度和频率及其影响（风、降水、波浪、风暴潮）。
极地和热带地区的变暖程度不同
您可能听说过，极地地区（尤其是北极地区）的全球变暖比热带地区更为严重。这种效应称为
极性放大
。这主要是因为
冰反照率反馈机制
由于。全球变暖正在导致冰川融化。由于冰的反照率很高，它能将大部分太阳辐射反射回太空，而水或植被则会吸收大部分辐射。这种机制不仅在极地起作用，在山区也起作用，那里的冰川融化也导致同样的变暖加速。极地放大效应的直接后果是，随着全球变暖，热带地区和极地之间的平均温差趋于缩小。随着两极气温升高，与气温升高不那么剧烈的热带地区的温差正在缩小。图 1 示意性地显示了北半球的这种现象。您可以使用箭头在两个气候区之间切换，将前工业化气候与当今和未来的气候进行比较。
温带低压系统的能量
极地和赤道之间的温度差异，即所谓的经向温度梯度，与温带低压系统有何关系？温带低压系统所利用的能量来自于这种沿纬向温度梯度，它
极锋
是最大的。极地和热带气团之间的温度差异也会造成密度差异，这是不稳定的根源。因此，极锋沿线的微小扰动往往会增强并形成低压区。
经向温度梯度较小（即极锋较弱）的第一个后果是低压地区可用的能量较少。这是否意味着未来低点的强度会降低？事情没那么简单。首先，低强度是如何定义的？通过其中心的气压、风速还是累积降水量？其次，还有其他过程会影响低压的强度，而且它们也会受到气候变化的影响。它们主要与水相的变化（例如蒸发、凝结）有关，从而与大气中的湿度有关，而大气中的湿度直接受到气候变化的影响。这将给我们带来全球变暖的第二个重要特性，将在下一节中描述。
极地变暖的第二个后果是低压区向两极移动（
参见此文章
）。随着气温上升，热带空气趋向于向两极移动：与极地空气相遇的区域会向两极移动。随着低压区沿极锋方向发展，它们也会向两极移动。图 1 也以示意图的形式显示了这一点，从中可以清楚地看到等温线如何向两极移动。
大气湿度
您可能听说过，空气越温暖，它所含的水蒸气就越多。这是
克劳修斯-克拉珀龙方程
，其中指出，每升高一度（摄氏度），大气就能容纳多 7% 的水分。这不仅意味着随着全球变暖，强降水的可能性会增加，而且潜热将发挥更大的作用。您可能还记得物理课上学过的知识，水蒸发（或凝结）时释放的能量非常高（在气压 1013 hPa 和气温 100°C 时释放的能量为 2,257 kJ/kg – 是水从 0°C 加热到 100°C 时的五倍）。在温带低压区，锋面的向上运动导致强烈的凝结：形成云和降水。这种凝结会释放出大量的热量，这也是低压地区的能量来源。大气变暖意味着更多的水分和能量，这些水分和能量在云和降水形成过程中以潜热的形式释放出来。这可以抵消较弱的经向温度梯度下较低的能量可用性。
显然，全球变暖对低压系统的影响的问题非常复杂，因为它涉及不同尺度上相互作用的现象。此外，还必须考虑大气的垂直结构，因为低压区域是三维系统。我们将在下一节即最后一节中讨论这个方面。
大气垂直结构的变化
影响低压系统的全球变暖的第三个方面是上部
对流层和平流层
。根据
IPCC第五次报告
气候变化将导致热带地区对流层上部变暖、极地地区平流层变冷。这会产生与对流层低层相反的效果，即朝向对流层顶的经向温度梯度增加。
大气垂直结构中需要考虑的第二个效应是由于潜热释放而导致变 比利时 WhatsApp 号码 暖的位置：最大值发生在对流层的中上层，这
根据《大气科学杂志》的这篇文章
从而增加垂直稳定性。再次表明，相同的机制（在这种情况下是潜热的释放）既可以导致低压系统的增强（对低压能量的贡献），也可以导致低压系统的减弱（增加垂直稳定性）。
《自然》杂志上的这篇文章
量化这些不同的影响，这些影响有时可以相互抵消。
概括
总结影响低压系统的气候变化的三个特点，可以概括如下：
极地放大导致对流层低部的经向温度梯度降低，从而导致低压系统可用的部分能量减少。
全球变暖导致大气水分含量增加，直接增加了极端降水的 克服障碍：程序化广告中广告拦截影响的策略。 可能性。此外，潜热释放的增加为低压地区提供了额外的能量。预计未来潜热作为低压系统能源的贡献将会增加。
对流层上部经向温度梯度的增大和对流层中上部潜热的释放改变了大气的热结构。在中纬度地区，这将导致垂直稳定性的增加。
虽然我们对这些特性非常确定，但对于它们如何相互 香港领先 作用并影响温带低压系统却知之甚少（
参见 2019 年的这份报告
）。尽管如此，我们仍然有可能了解气候变化对温带低压系统的影响。现在您已经了解了理论背景，在这篇博客的第二部分，我们将看到会发生什么变化以及这些变化可能有多大意义。