Science Advances (2026) 最新研究表明，大气波动理论不足以解释极端天气增多的现象

气象学家

Science Advances (2026)最新研究表明，大气波动理论不足以解释极端天气增多的现象

过去几十年来，北半球大部分地区的热浪和强降水等极端天气事件发生频率和严重程度都在上升。哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的一项新研究表明，一种曾被认为能部分解释该现象的理论，即所谓的“准静止罗斯比波的准共振放大”理论，可能无法解释此类恶劣天气事件的任何增长。

Free and trapped quasistationary Rossby waves. Credit: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adp3054

新研究对主流理论提出质疑

这项研究发表在《科学进展》上，由环境科学与工程助理教授玛丽安娜·林茨和研究员托德·穆林合著。研究呼吁，在解释某些类型的大气动力学时需更加谨慎。

罗斯比波是急流中大规模波动，急流是高空快速流动的空气，是寒冷极地空气与温暖热带空气之间的边界。如果罗斯比波在恰当的位置停滞，就可能导致极端天气事件，比如热浪。哈佛团队此次旨在检验关于这些大型静止波如何形成的一个具体理论。

对QRA理论进行检验

林茨和穆林研究了“准静止罗斯比波的准共振放大”理论，即QRA理论。这一机制常被用来解释与热浪和洪水相关的持续性急流模式。近年来，该理论在科学论文和媒体报道中，常被描述为某些具体极端天气事件的直接成因。

QRA理论预测，当中纬度地区的平均风呈现特定配置时，某些波动模式会被强烈放大，从而使极端事件更容易发生。为对此进行检验，穆林使用了一个简化的大气模型。该模型能捕捉真实的流体动力学，但剔除了水汽以及由阳光和红外辐射引起的加热与冷却的详细表征等复杂因素。

穆林设计的模型能使被认为有利于急流波准共振放大的流动状态频繁出现，从而获得可靠的统计数据。然后，研究团队比较了在QRA理论所指的有利于和不利于产生强静止波的时段内，波动的振幅大小。

意外结果与更广泛的影响

“结果与预期恰好相反，”穆林说，“在理应有利于形成这些大振幅波的条件下，我们反而得到了更小的波。”

由于这一测试是在专门设计的模型中进行的——该模型比真实大气简单，但比该放大理论所基于的高度理想化方程更贴近现实——作者认为，这一失败意义重大。

研究人员强调，气候变化确实很可能使某些极端天气事件变得更糟、更频繁。但他们提醒，不应仅凭一种关于特定急流行为的理论，就断定多个地区必然会同时发生热浪。“这些本质上是复杂现象，围绕这类预测所做出的清晰断言很可能并不准确，”林茨说。

引文本文：

Todd A. Mooring et al, Resonant Rossby wave mechanism for extreme weather performs poorly in simple model test, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adp3054

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