这是一个晚春的下午沿着密歇根湖的西南海岸,从芝加哥到密尔沃基的人们在上中西部漫长的冬天后外出享受阳光。气温攀升至华氏80度,并继续不合时宜地攀升。初夏的承诺吸引了园艺爱好者、自行车爱好者和海滩清道夫。然后,它发生了。

一股冰冷的湖泊空气猛击海岸,迅速向内陆移动。人们争先恐后地寻找庇护所,或者至少是一件运动衫。气温在几分钟内骤降20 30甚至40度。冬天又来了。

这不是恐怖电影的开场。这是一种肺炎锋面,一种五大湖地区独有的罕见天气现象,科学家们还没有完全了解。这一事件与真正的肺炎无关:这是整个地区突然感到寒意。

密歇根湖,像其他五大湖一样,大到足以充当内海,产生自己的天气模式,包括风。任何住在海边的人都经历过强烈的海风,但肺炎锋面是另一回事。美国国家气象局密尔沃基/沙利文办公室协调气象学家蒂姆·哈尔巴赫警告说:“这要剧烈得多。”“这是一个非常突然的变化。”

密歇根湖位于该州左侧,具有狭长的南北形状,这有助于形成独特的肺炎前沿。
密歇根湖位于该州左侧,具有狭长的南北形状,这有助于形成独特的肺炎前沿。杰夫伤感主义/美国国家航空航天局

美国国家气象局(National Weather Service)没有正式承认“肺炎锋”一词。哈尔巴赫说,这个词是20世纪60年代密尔沃基办公室的“聪明人”发明的,用来解释当地的这种不寻常现象。公认的定义是一小时内至少下降16华氏度,尽管许多肺炎前沿更极端。2020年5月3日,密尔沃基的气温在不到15分钟内下降了24度,其中仅5分钟就下降了14度。

肺炎锋线似乎是超凡脱俗的。虽然它们有时以雾或低空云为前兆,但它们也可能发生在晴朗的日子,并且可能伴有风,也可能不伴有风。“它不像飓风,也不像水墙,”哈尔巴赫说。“很难想象,因为它就像冷空气一样。”还记得在权力的游戏在这部剧中的不死反派面前,整个场景都凝固了?“这就像肺炎前线一样,当夜王进来时,一切都发生了巨大的变化,”哈尔巴赫说。

虽然美国国家气象局正式将肺炎锋面归类为“湖泊增强冷锋”,但气象学家汤姆·瓦克斯(Tom Wachs)说,他们也被称为“后门冷锋”,他以在密尔沃基FOX6站对极端天气事件的热情报道而闻名。

“这意味着锋面是从东北方向来的,”瓦克斯说。“通常冷锋来自西部或西北部。如果后门冷锋足够强,在一小时或更短时间内下降16度或更大,那么它就被认为是‘肺炎锋’。”

Wachs补充说,虽然模型已经改进,但预测肺炎前沿可能具有挑战性。他说:“肺炎锋面通常更难预测,因为它们的规模比加拿大的大爆炸要小,比如影响几个州的大爆炸。”“对于肺炎前线来说,影响只有几个县。”

芝加哥,像密尔沃基和密歇根湖西南岸的其他社区一样,在晚春最常发生肺炎锋面。beplay官网体育下载安卓
芝加哥,像密尔沃基和密歇根湖西南岸的其他社区一样,在晚春最常发生肺炎锋面。beplay官网体育下载安卓Alvesgaspar, CC BY-SA 4.0/wikimedia

威斯康星大学密尔沃基分校(University of Wisconsin-Milwaukee)大气科学杰出教授保罗·罗布(Paul Roebber)说,肺炎锋根本不应该被视为冷锋。他说:“这在物理上被称为密度流,这与我们所说的天气尺度冷锋(或大尺度冷锋)非常不同。”

他说:“当你遇到一场强烈的雷暴,你会感觉到所谓的流出边界,这是一股真正的冷风,在它前面吹过来,这是一种密度电流。”“它基本上是来自雷暴雨轴的冷空气,在降落时冷却,撞击地面,并在雷暴发生之前向横向扩散。肺炎锋面在物理上是相似的,但它与雷暴流出边界的产生方式完全不同。”

肺炎锋面究竟是如何产生的仍然是一个谜。由于它们的局限性和相对罕见的性质——通常每年只发生一两次——因此很难进行研究。密歇根湖长而深的形状和南北走向似乎是它们形成的关键。冬天在湖面上形成的冷空气往往会一直持续到夏天,即使陆地上空的空气变暖。

肺炎锋面的形成需要暖空气停留在陆地上,一个更典型的冷锋从北方接近湖泊,并与聚集在湖面上的冷空气相遇。

“湖面上堆积着一团冷空气。它什么都没做。它只是坐在那里,”罗布说。即将到来的冷锋“利用湖上的冷空气供应,整个事情就在密歇根湖的海岸线上咆哮,然后进入内陆。”

肺炎锋面可能伴随着低空云,并可能从密歇根湖向内陆移动数英里。
肺炎锋面可能伴随着低空云,并可能从密歇根湖向内陆移动数英里。吉玛Tarlach

由于更大范围的洋流和肺炎前沿的势头——想象一个滚雪球往山下滚——冷空气墙向西南海岸摇摆,尽管湖的南端,包括印第安纳州的一小部分,有时会受到影响。罗布补充说:“如果没有冷空气供应,如果你填满密歇根湖或用一个大游泳池盖住它或其他东西,那么冷锋就会像正常情况一样蜿蜒而下。”“这是因为冷锋进入了湖面上的冷空气穹窿,使得它走得更快,更戏剧化。”

但并不是每次冷锋与密歇根湖上空的冷空气相遇都会变成肺炎锋面。“有某种触发因素,”罗布说,几年前,他和一名学生一起研究了这个难以捉摸的现象的模型。不幸的是,他说:“我们无法弄清楚为什么它会开始。”

大气科学家也不确定气候变化对肺炎锋的频率和强度有什么影响(如果有的话)。“它们往往在晚春比夏季更常见。原因是湖泊的温度更低,所以你有更好的冷空气供应,”罗布说。“因此,随着气候变化,如果我们预计五大湖总体上会变暖,因为冬天的空气变暖,冰盖变少,它们可能会不那么频繁。”

然而,罗布警告说,尽管气候变化可能会使气温升高,但它也可能造成更大的变动性和更极端的波动。这实际上可能会导致更多独特的天气现象。在5月的最后几天,密尔沃基地区在四天内经历了两次肺炎锋面。把那件运动衫放在手边。