大尺度环流推动大气河在美国西部登陆

为何“空中河流”重要

居住在美国西海岸的人们在洪水、山体滑坡或暴雪成为头条时，越来越常听到“大气河”这个词。这些在天空中绵长而狭窄的水汽走廊既带来生命所需的水，又可能带来危险的倾盆大雨。该研究表明，许多袭击美国西部的重要大气河并非仅由人们熟悉的风暴系统驱动，而是还受到横跨北太平洋的缓慢大陆尺度风型的推动，这种风场悄然将水汽引向海岸。

看不见的水运输通道

大气河就像空中的输送带，将大量水汽从热带输送到高纬度地区。冬季它们是加利福尼亚和太平洋西北地区降雨与山地积雪的主要来源，帮助补充水库和雪冠。与此同时，当它们在某一地区滞留或接连到来时，会引发严重的洪水和山体滑坡。传统上，科学家把这些空中河流描绘成位于强海洋风暴（称为温带外气旋）前方的狭窄羽流，主要把它们视为这些快速移动天气系统的副产品。

对风暴与背景环流的新认识

作者使用一种“多尺度指标”重新审视了这一图景，该指标将快速的风暴尺度运动与自1979年以来再分析资料中较慢的、跨大陆的气流模式区分开来。在开阔的北太平洋上，大多数大气河与剧烈的风暴高度重合，这与经典观念一致。但当这些水汽羽流接近美国西海岸时，这种关联减弱。分析显示，登陆的大气河常常有相当大一部分水汽输送来自那些在数周时间尺度上起作用的宽广、缓变的环流特征，而不仅仅是几天的风暴过程。

环绕北太平洋的回环型格局

进一步深入分析，研究识别出一种在高层风场和气压中反复出现的大尺度格局，像巨大的大气回环绕着北太平洋。作者将其称为环北太平洋（circum‑North Pacific，简称CNP）格局。在其“正相”期间，该格局建立起一条准静止的西南风通道，连通潮湿的亚热带空气并将其引导向美国西部。当这个缓慢移动的通道与通常穿行的风暴重叠时，它们的作用会相加。其结果是一类“中间型”大气河，同时由快速风暴和大尺度背景环流共同驱动。这类混合型河流往往更长更宽，比单纯由风暴驱动的情况更能深入内陆。

为何某些事件破坏性更大

通过比较不同类型的登陆大气河，作者发现由CNP格局增强的中间型事件在冬季能为美国西部部分地区带来多达两倍于纯风暴驱动河流的降水。它们也更可能落入预报员使用的最高影响等级，这主要是因为它们在同一地区停留时间更长，而不是因为峰值强度显著更高。一个显著例子是2022年12月底的加利福尼亚事件：尽管一系列普通风暴经过，但持续而极端的水汽输送主要由与CNP格局相关的持久大尺度通道维持，导致许多地点进入最危险的等级。

这对预报与未来意味着什么

对居民、水资源管理者和应急规划者而言，关键的信息是：沿美国西海岸最具影响力的大气河往往源于局地风暴与覆盖广阔、缓慢演变的北太平洋风场之间的协同作用。这意味着要在数周前改进警报，不仅要监测和预报单个风暴，还必须关注这些更大尺度的格局。它也表明，要想理解气候变化将如何改变洪水和供水风险，科学家必须追踪这些宽广环流格局的响应，而不仅仅是暖化大气能够容纳多少额外水汽。}

引用: Park, C., Ming, Y. Large-scale circulation drives atmospheric river landfall in the western United States. Commun Earth Environ 7, 378 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03281-w

关键词: 大气河, 北太平洋环流, 美国西海岸洪水, 亚季节预测, 气候变率