赤道洋面上的“大氣湖”是什么？

提到“大氣河（Atmospheric River）”，不少人已很熟悉，是指出現在大約1.5公里高空的大氣水汽密集輸送帶，寬可達數百公里，長可綿延數千公里。

（大氣河流（atmospheric rivers）運動圖）

據英國每日郵報報道，目前，科學家認為，從熱帶地區(qū)向北漂浮的巨大濕空氣帶是造成英國近年來洪流和潮濕夏季的主要原因，巨大濕空氣帶蓄水量相當于泰晤士河水量的1000倍。

2021年12月16日，在美國地球物理學會（AGU）秋季會議上，來自美國邁阿密大學的布萊恩·馬佩斯（Brian Mapes）教授提出了一個新的大氣概念，或稱作新的天氣現象，介紹了關于“大氣湖（Atmospheric Lakes）”的發(fā)現和研究成果。

什么是大氣湖？——空中某處水汽密集區(qū)

相比“大氣河”，“大氣湖”的尺度要小很多，實際上是指空中某處的水汽密集區(qū)，像懸浮在空中的水池。

顧名思義，湖泊不會像河流那樣奔流不息，而是呈現相對穩(wěn)定的狀態(tài)，活躍的對流云團在空中某一區(qū)域緩慢移動，與大多數風暴有所區(qū)別的是“湖”中沒有顯著的渦旋風場。

馬佩斯教授最先發(fā)現的“大氣湖”是在赤道附近的南亞季風區(qū)西側的印度洋上空，從季風的水汽流場中分離而出，形成孤立的水汽柱狀體（ColumnWater Vapor，CWV），其主要特征是含有足以產生降雨的高度集中的水汽，赤道附近平靜的風場使“大氣湖”緩慢向西漂浮移動，逐漸向非洲沿岸靠近。

通過對5年多的衛(wèi)星數據做進一步分析，馬佩斯教授共發(fā)現了發(fā)生在不同季節(jié)的17個“大氣湖”，持續(xù)時間超過6天，且都出現在赤道附近10度范圍內。離赤道更遠處也會有“湖”出現，但往往會演變成為熱帶氣旋，這顯然與科里奧利參數f有關，f在赤道處為零，隨著緯度上升會逐步增大，引起渦度增加。

從目前統(tǒng)計結果看，“大氣湖”發(fā)生的頻次不算高，每年有幾次，每次會持續(xù)一些天。“大氣湖”并不是憑空產生的，它與發(fā)生在印度-太平洋地區(qū)的“大氣河”密切相關。當快速移動的“河流”穿過非洲東部海岸區(qū)域時速度會變慢，一些濕氣團會脫離“河流”，形成“大氣湖”。

如果“大氣湖”的水汽能產生降水，就可在地面上形成幾厘米深、上千公里寬的積水區(qū)域。馬佩斯教授認為這可以為東非國家的干旱地區(qū)解燃眉之急，那里有數百萬人居住生活，需要降雨來維持基本生存條件，從中也可看出“大氣湖”存在的重要性。

但目前氣象學家對赤道區(qū)域降水的研究存在缺陷，多數人更愿意從月以上時間尺度的視角來考慮問題，逐日尺度的研究沒有得到足夠關注。

馬佩斯教授認為目前僅從現象上關注到了“大氣湖”的存在和價值，進一步的研究仍在進行，如“大氣湖”是如何從暖濕的季風氣流中脫離出來的；

其緩慢移動又受到哪些機制的控制，包括更大尺度系統(tǒng)的影響和自身發(fā)展變化的作用；在氣候變化的背景下，這些“湖”又會受到怎樣的影響等。

“大氣湖”是個新提出的概念，能否得到廣泛認同，尚有待進一步關注，但利用新的探測儀器和獲取的資料，分析大氣中存在的各類現象，揭示其中的規(guī)律和可能的影響，顯然是有效的自然探索之路。