天空中的河流与湖泊

　　河流像一条条飘带在地球陆地上弯弯绕绕，奔腾入海;而大大小小的湖泊则像一块块宝石，点缀着大地。这两种地貌我们再熟悉不过了，但是你知道吗?在天空中竟然也有气势磅礴的河流和移动的湖泊。

　　天空中的超级大河

　　2021年1月，美国加州的一些地区出现了极端自然灾害，倾盆大雨后，泥石流冲毁了大量的房屋和道路，供电线路被毁，出现了大面积断电的情况，全州大约57.5万人受到影响。在山区情况也非常不好，猛犸山滑雪场在72小时内降雪量达到了240厘米。在内华达山脉也出现了强风天气。而制造这些自然灾害的正是天空中的河流——大气河流。

　　“大气河流”最早是上世纪90年代由美国麻省理工学院的研究人员雷金纳德·纽厄尔和朱勇提出来的，因为在那时，科学家发现，在天空中，超过90%的来自热带和亚热带的水分形成一条条狭长的水汽带被输送到高纬度地区上空，就像地表的河流，因此命名为大气河流。而事实上，这种气象现象数百万年来一直存在，它们是地球大气环流的一部分，以其超大的含水量在全球水循环系统中发挥着重要的作用。

　　据估算，单条大气河流可以携带水量是长江平均流量(3万立方米/秒)的5～6倍。在任何时刻，地球的一个半球内通常都存在3～5条此类水汽带在活动。而在任何一天，大气河流占全球径向(南北)水汽输送的90%以上。可以说，大气河流是地球上最大的淡水“河流”。

　　而这些天空中的超级大河主要形成于赤道附近的热带海洋，在冬季，那里的阳光使海水蒸发并上升到大气中，其中一些水蒸气被大气环流从赤道带走，形成几千千米长、几百千米宽蜿蜒的云系，流向中高纬度的北美西海岸、西欧、北非西海岸等地区。由于大气河流在低空流动，离地面只有1千米左右，因此当它们到达海岸并在山脉上方向内陆流动时，大气河流就会被向上推，导致大部分水蒸气凝结并以雨或雪的形式落到地面。

　　大自然中的“两面派”

　　尽管科学家对大气河流已经进行了二三十年的研究，但是目前对这种现象还不完全了解，而随着全球气候的变化，大气河流也有了一些改变，比如大气河流开始出现在世界各地，造成的自然灾害越来越多，也越来越严重。例如，此前从未发现过大气河流活动的中东地区也开始受到这种现象的影响。2019年3月，来自北大西洋的近9000千米长的大气河流向中东地区移动，并在移动过程中不断得到水分补充，经过扎格罗斯山脉时由于受到地形影响，在伊朗等国家制造了创纪录的降雨量，导致洪水肆虐。

　　科学家们认为，这可能是全球气候变暖加剧，使赤道海洋蒸发量增大，从而使大气河流更容易形成，规模也更大;再加上环境污染日益严重，大气中气溶胶的含量越来越多，为降雨和降雪的形成提供了条件，因此，大气河流出现得更频繁，导致的自然灾害也更严重。

　　可以想象，当一条庞大的大气河流化为降雨落到地面时，将造成多大的影响。据统计，仅在美国，大气河流每年平均造成11亿美元的损失。

　　然而，大气河流是“两面派”，它既“作恶”，也“行善”，为一些地区带去甘霖。

　　是洪水还是甘霖，要看大气河流的水汽含量以及它们落到了哪里。美国地质调查局的研究发现，1950年至2010年期间，美国西海岸33%～74%的干旱天气都被大气河流带来的降水缓解。而来自大气河流的倾盆大雨还是山火高发季节最得力的消防员，它们不仅可以浇灭大火，还能减少火灾制造的烟雾污染空气。

　　“初来乍到”的大气湖泊

　　天空中不仅有快速流动的大气河流，也有大气湖泊。大气湖泊是一种新发现的大气现象，这个名词2021年初才被公众所知——美国迈阿密大学的科学家布赖恩·马佩斯和蔡伟明在研究印度洋上空的水汽时发现了这种现象。那么，什么是大气湖泊呢?

　　简单来说，大气湖泊就是高含水量的水蒸气团。如果要追究大气湖泊的身世，那么可以说大气湖泊是大气河流的“孩子”。科学家们发现，当从印度-太平洋地区流入的大气河流穿越非洲东海岸时会变慢，在某种条件下，大气河流会被“截流”，形成一片片不连贯的水汽群，就像一个个湖泊，因此被冠以大气湖泊之名。

　　大气湖泊与大气河流不同，它的移动速度比较慢，可以在同一地区的上空“盘踞”数天，最长时间甚至将近一个月。这些蒸汽团缓慢向东非海岸漂移，在条件适合时，形成大量的降雨。据估算，一个一般规模的大气湖泊如果完全形成降雨落到地面，可以灌满一个几厘米深、1000千米宽的水池。

　　目前，科学家仅在非洲东部海岸附近发现大气湖泊。对于非洲东部海岸来说，大气湖泊可以说是救星。东非海岸从索马里南部延伸到南非的纳塔尔海岸，全长4600千米，由于该地区海拔高，再加上由鲁文佐里山脉和埃塞俄比亚高地产生的西风雨影的共同影响，东非海岸天气凉爽干燥，像索马里海岸这样的地方甚至很多年都不下雨。而大气湖泊的出现，为这些地区带来了大量降水，缓解了这些地区的干旱。

　　科学家对大气湖泊的研究才刚刚开始，他们认为在其他地区可能也存在大气湖泊，只不过由于远离赤道，它们很可能会在全球风的作用下变成热带气旋。未来，科学家希望通过更多的研究，了解大气河流为何会形成大气湖泊，以及大气湖泊为什么向东非海岸移动。此外，他们还将探寻其他地区的大气湖泊，以便更深入了解这种初入我们视线的大气现象，确定它们在全球气候变化中的作用。