準備迎接更熱、更悶、更暴雨的夏天

一段漫長的潮濕酷熱天氣，隨後伴隨著強烈的雷陣雨，這是熱帶地區常見的天氣模式，但這種情況在美國中西部等中緯度地區也變得越來越普遍。麻省理工學院（MIT）兩位科學家的最新研究發現了一個決定這類地區炎熱、潮濕和風暴程度的關鍵大氣條件：逆溫（inversions），即一層暖空氣覆蓋在較冷的空氣之上。

大眾已知逆溫層像是一條大氣毯子，會將污染物困在地面。現在，麻省理工學院地球、大氣與行星科學系（EAPS）博士後研究員李富寧（Funing Li）和 EAPS 助理教授 Talia Tamarin-Brodsky 發現，逆溫層也會將熱量和水分困在地面。逆溫現象持續的時間越長，該地區累積的熱量和濕度就越多，這可能導致更令人難受、持續時間更長的濕熱熱浪。而當逆溫層最終減弱時，便可能引發劇烈的雷陣雨和強降雨。

在典型條件下，大氣層會隨著高度增加而變冷，而加熱地面空氣的熱浪會觸發對流：較暖、較輕的空氣會上升，促使較冷的空氣下沉。當暖空氣到達較冷的高空時，會凝結成水滴並降雨，通常能起到降溫作用。

李富寧和 Tamarin-Brodsky 發現，當暖空氣或輕空氣覆蓋在較冷或較重的地面空氣之上時，特定的「氣團」需要更多的熱量和水分才能累積足夠的能量，進而穿透該逆溫層上升。炎熱和潮濕程度的上限取決於逆溫層的穩定性。如果一層暖空氣長期停留在某個地區而不移動，它會容許更多的水分和熱量累積，這也會使得最終發生的風暴更加劇烈。

逆溫通常形成於夜間，當時白天受熱的地面向太空輻射熱量，使得與之接觸的空氣變得比上方空氣更冷、更密。或者，當一層淺薄的冷海洋空氣移向內陸，並滑入陸地上方較暖的空氣下方時，也會形成逆溫。然而，在某些情況下，當太陽加熱的山區空氣被帶到低窪地區時，也會形成持久的逆溫。李富寧表示，在美國，「由於落磯山脈的存在，大平原和中西部地區在歷史上曾出現過多次逆溫現象。」

但全球暖化可能會使這種效應更加顯著。他說：「我們的分析顯示，美國東部和中西部地區以及東亞地區，可能會成為濕熱天氣的新熱點。」

Tamarin-Brodsky 表示：「隨著氣候變暖，理論上大氣將能夠容納更多水分。」而且由於逆溫現象可能會加劇，「中緯度的新地區可能會經歷濕熱熱浪，這將帶來他們以前不習慣的壓力。」

她補充道：「對於這些未來將成為熱浪和雷陣雨熱點的社區，我們的理論提供了對濕熱和劇烈對流極限的理解。」