在過去的十年里，夏天出現(xiàn)極端天氣的次數(shù)達到了一個不尋常的程度。人類活動引起的全球變暖可以解釋這種熱浪的逐漸增加，但其中一些特別的強度和持續(xù)時間卻并不容易解釋?，F(xiàn)在，德國科學家發(fā)現(xiàn)它與在某些共振條件下大氣中形成的大強度慢行波有關。

2010年東歐的熱浪和莫斯科周圍損失嚴重的森林火災讓人們對極端天氣的危害印象深刻。雖然通過燃燒化石燃料排放二氧化碳會使大氣變暖，但在波茨坦氣候影響研究所（PIK）的研究項目負責人迪姆·庫默看來，這與歐洲或美國一些地區(qū)破壞性熱浪的增加并不相稱。他和同事斯特凡·拉姆斯托夫等人研究了大量的全球氣象數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)一個相關的原因可能是大氣中的氣流循環(huán)模式的改變。相關論文發(fā)表在8月11日的美國《國家科學院院刊》上。

地球中緯度地區(qū)的空氣運動大部分以波的形式在環(huán)繞地球運動。這就是所謂的羅斯貝波（Rossby Wellen）。羅斯貝波的特點是波長非常長，一般可以達到幾千公里以上，因此也稱為行星波或者大氣長波。由于是大尺度系統(tǒng)，它的移動速度一般比較緩慢。波向北擺動，它就從熱帶吸暖空氣到歐洲，俄羅斯或者美國；而波向南擺動，則會帶來極地的冷空氣。波茨坦氣候影響研究所的研究表明，一些這樣的波帶來了極端天氣，并且增強了其強度。如果只是幾天的溫暖可能不會有多少影響，但是幾個禮拜的炎熱就會給人和生物系統(tǒng)帶來嚴重的后果。

斯特凡說：“這背后是一個微妙的共振機制，這些波在中緯度地區(qū)駐留并顯著加強?！边@項新研究顯示，在某些共振條件下大氣中會形成不尋常的強度很大的慢行波，而這導致了地面的極端天氣。這項研究的一個重要發(fā)現(xiàn)是，這種共振事件變得更加頻繁：自2000年以來，它們出現(xiàn)的頻率幾乎是以前的兩倍。斯特凡說:“到現(xiàn)在為止，還沒有明確的行星波實際變化的證據(jù)。所以我們知道必須尋找什么，才能夠找到共振活動增加的有力證據(jù)。”

通過理論分析和觀測數(shù)據(jù)驗證，科學家們認為，這種活動增加的原因可能與北極的變化進程有關。自2000年以來，北極變暖比地球的其他地方大約快一倍。其中一個原因是明顯的海冰覆蓋面的萎縮。陽光因此更少地被反射回太空，而沒有海冰覆蓋的海洋顏色更深，可以更多地吸熱而變暖。隨著北極氣溫上升，它與其他地區(qū)的溫差會減小。這個溫差恰恰是大氣流動的主要驅動力，而大氣流動則決定了天氣。論文的共同作者，波茨坦氣候影響研究所主任漢斯·約阿希姆·舍恩胡貝爾說：“行星波的主題說明了地球系統(tǒng)敏感因素之間的相互關聯(lián)，它顯示了系統(tǒng)對我們的影響產(chǎn)生的反應可能是不相稱的。”