- 天氣的秘密
- (英)特里斯坦·古利
- 5313字
- 2023-09-05 16:36:41
第一章 兩個世界
9月末的一天,天氣很悶熱,只有一點點微風。夏天還在賴著不走。我走過一棵非常熟悉的櫟樹,向遠處張望。頭頂著明亮的陽光,我望向南部丘陵樹木蔥蘢的遠山。山影在高溫中搖晃。低空中有幾團毛蓬蓬的云,再往上是一片晴空。空氣能見度一般,但我還是能看見遠處的大海,此刻的它成了一片死氣沉沉的黑色條帶。
這天是星期四,而我們一家人想在周末出去野餐。我感到一陣微風拂過我的后脖頸,便回頭看了看櫟樹和它的影子,心里就有了底——眼下的天氣還會持續下去。我已經選好了星期天野餐的最佳地點。
在這一小段平平無奇的敘述里,隱藏著好幾條線索和兩個征兆。我們可以通過幾種不同的方式去理解,看看之前的天氣都發生了些什么,以及它接下來有什么打算。但更重要的是,這些方法會向我們揭開天氣的秘密。
已知世界
人們抱怨天氣預報不準已經不是一天兩天的事情了。19世紀有一位名叫羅伯特·菲茨羅伊的氣象學先驅,他是英國皇家海軍的一位海軍中將,“預報”這個詞就是他發明的。他向天氣預報這個疑難領域發起挑戰,試圖開發出什么新方法,可結果呢?他只要預報錯了天氣,就要面臨公眾鋪天蓋地的批評。這可不是一般人能承受的。菲茨羅伊越來越消沉,最終于1865年結束了自己的生命。
他只是生不逢時。就在他自殺的那一年,英國皇家學會的知識分子們發表了他們對于天氣預報的看法:“沒有任何證據表明,有哪一位能力足夠的氣象學家相信,以當前人類的科學水平,我們能按天預測出未來48小時的天氣。”
100年以后的20世紀中葉,天氣預報已經成了家常便飯,但與之相伴的疑慮并沒有消失。1955年,在貝德福德郡鄧斯特布爾的中央氣象預報站,首席預報員說了一番話,聽起來似乎也沒比過去自信多少:“任何關于未來24小時以后天氣的預報,都很難保證其準確性。”
然而,又過了70年后,情況發生了改變:你只要花幾秒鐘時間,就能找到好幾則天氣預報,個個都聲稱自己掌握了未來十天里的天氣情況。這是怎么做到的?是因為我們對天空中的征兆有了更多了解嗎?答案是:并沒有。
在過去的100年時間里,有四件事發生了突飛猛進的變化:我們掌握了更多且更準確的數據、對天氣的成因多了些理解、有了強大的數據處理器,以及便捷的通信。電腦可以接收世界各地和各個方面的觀測信息,上到大氣層,下到海水溫度,它把信息吃進去,然后把預報吐出來。
通信在天氣預報中的作用,可能超乎一般人的想象。假如你在大西洋中部測了個氣壓,據此預報了天氣,然而對于大洋另一頭的人來說,要迎來這則預報得等兩個星期以后了,那這樣的預報又有什么意義呢?你可能很難想象,就在不到100年以前,人們還保持著在桅桿上掛圓錐形風球的習慣,沿海地區的人們就指望著靠這個風球來預警即將到來的狂風。想想看,在這種情況下,就算有人抓破腦袋,想出能準確預測未來幾天天氣的辦法,那他得掛多少風球,才能把這個消息散播出去啊!
我們可以回顧那些轉變發生的時間點,只可惜,對于親歷了某些惡劣天氣的可憐人來說,那些轉變來得太遲了。第二次世界大戰前不久,在愛爾蘭西海岸,上一秒還平靜的大海,突然卷起了一陣狂風,44個漁民因此喪命。幾千米開外的地方,天氣預報已經預測到了這場風暴,并通過廣播發出了預警,可惜遠在愛爾蘭梅奧郡的那些小島并沒有收到。
說回剛才提到的十天天氣預報。請注意,預報天氣跟靠譜地預報天氣這兩件事之間有著天壤之別。就我的經驗來說,再超能的計算機也只能預測五天之內的天氣。對第六天和第七天預報的準確性會明顯降低,變成大膽的猜測。不過在當代,至少五天內的天氣預報還是有價值的。再早個20年,我不會去關注超出三天范圍的天氣預報,因為那純粹就是浪費時間。在大部分地區,天氣預報的準確性正在迅速提升,但有些地方恰恰相反。
隨著專業天氣預報的發展和進步,我們和天氣之間形成了一種奇怪的關系。第一,我們明明可以自己看天氣,天氣本身就是一種預報方式,然而大部分人都已經喪失了這份自信;第二,天氣和它的根源——土地脫了節。
于是,專家描述的天氣和我們感受到的天氣之間出現了一種偏差。看看電視上和網上的天氣預報就會發現,圖上會標出那種很大的旋渦,覆蓋好多個地區。一則天氣預報的覆蓋區域,可能就會跨越五個小時的車程。然而,我們親身經歷的天氣,覆蓋區域則會小得多。
每當有氣象學家在我面前提起“陣雨”,我都會問,這個陣雨會不會下在我家的后院呢?他們明白我是什么意思,所以只會一笑了之:他們清楚自己的局限性。如果找來世界上最優秀的100位氣象學家,給他們弄來100臺世界上最厲害的電腦,他們依然算不出明天的陣雨到底會下在什么地方。要是他們沒有親身體驗過當地的地形,那預測就更無從說起了。天氣預報是一件了不起的事,干這件事的也是一幫聰明人,但如果把預測范圍縮小到個人的天氣體驗,即使是這幫聰明人也無能為力。1865年,48小時天氣預報還是天方夜譚;現在,不熟悉土地的電腦依然報不準小范圍內的天氣。
然而,用自己的感官判斷天氣就是另外一回事了。雖然我們搞不定未來五天的天氣變化趨勢,但通常能準確地預測今天晚些時候雨會下在什么地方。天氣預報是一場不公平的游戲,普通人比氣象學家更有優勢。原因有兩點:第一,氣象學家要為一個大范圍內的上千人服務,但普通人更關心的是天氣對我們自己的影響,而不是隔壁那個郡的人會怎樣;第二,氣象學家眼里的天氣多半只是一種大氣現象,而普通人會作為大地上的生物去體驗天氣。
一個人如果對周圍地形敏感,就相當于擁有了一種機器沒法具備的洞察力。
秘密世界
地形會塑造天氣。
電腦很擅長把土地分成一個個大塊來處理,但如果讓它去計算一個人在某地一座小山丘上散步時的天氣會怎樣變化,那就是自找麻煩。哪怕只是在一小段散步的途中,陽光、風、雨、溫度和能見度都會發生顯著的變化。這才是我們平時說的“天氣”——一棵樹左右兩邊的天氣都會不一樣。盡管這是一個無可辯駁的事實,但如果你跟一位氣象學家這么講,他還是會糾正你說:“哦,那不是真正的天氣。你說的那個叫小氣候。”
這種類型的回答,我聽過很多次了。每次我都表示同意,嘴上說著:“是的。”但其實我心里想的是:“我可不管它叫什么名字,我說的就是我們會親身經歷的那種天氣。”
人類居住在城市、山丘、溪谷、海岸、森林、海島中。天氣改變了我們居住的土地,土地又反過來影響了天氣的形成。森林導致了更多降雨的產生,降雨促使更多種樹的生長,這些因素形成了一個不斷被加強的正向循環。樹木的存在傳達出一個基本信息,意味著雨水更有可能落在這里,而不是附近別的什么沒有樹的地方。不同的樹種周圍下的雨,甚至也會給人感覺不一樣。
假如有兩座相鄰的島,其中小一點的那座地勢平坦,大一點的那座島上有山,那么兩座島上的天氣就會不一樣。大一點的那座島兩端的天氣也會不一樣。從高空俯視,就能看出很多島嶼兩端的顏色完全不一樣:雨水差不多全都降落在其中一端,而另一端幾乎滴水不落。在西班牙的加那利群島上,可以在一天之內看到兩種截然不同的景象:在干燥的西南岸,日光浴愛好者們躺在火辣辣的陽光下;而在對角線另一頭的東北岸,郁郁蔥蔥的植物正在被大雨洗刷。
越是著眼于小的范圍,越是能發現天氣的劇烈變化。瑞士的侏羅山上有一處海拔800米的山脊,山脊兩邊的天氣截然不同,導致兩種生態系統幾乎挨在了一起。在山脊的南坡上,有像柔毛櫟這樣喜溫暖的樹種;而在北坡,生長著淡藍菥蓂之類的亞高山帶物種。兩種環境之間僅隔著一條50米寬的山脊。一般來說,差異這么大的兩種環境,要水平跨越1 000千米的緯度范圍或垂直跨越1 000米海拔落差才能看到。但在這處山脊上,只有一步之遙。這就意味著,從理論上來說,在如此小的范圍內,天氣通常也會出現這么大的差別。而且,這種差別是可以預見的。
在美國和歐洲溫帶地區的刺柏林里,南北面的氣候差異就像沙漠和北方森林那樣鮮明。科學家發現,林子里幾米范圍內的小氣候差異,堪比以5 000千米為單位的大范圍氣候差異。我們走進樹林,伸長手臂,就能體驗到跨大陸的天氣變化。
請注意,這種變化不是紙上談兵,不是學術上的事實陳述或測算。小氣候不僅能反映一般意義上大概率會出現的天氣情況,也能預測天氣。小氣候能給出很多關于未來天氣的提示。環境能影響甚至是改變天氣,一旦認識到這一點,我們就能預測和感受那些變化,并從中獲得樂趣。
12月初的一個夜晚,我借著星光走過一片歐石南荒原。我從一片松樹下面走出來,預見并確實感受到了空氣中突然出現的一股惡寒。我發現歐石南叢中有些結冰的小水坑,但附近的草地和林地里都沒結冰。這樣的發現令人愉悅,再加上你明白其中的原理,就會越發地產生一種滿足感。這不是什么罕見的情況,因為到了夜里,歐石南荒原降溫非常快,能比幾百米開外的其他環境冷上3攝氏度。(讀到下一章,你就會明白為什么歐石南荒原降溫快。)
氣象學家也明白,小范圍內的天氣會出現這些劇烈的變化,而且他們極度反感這一點,反感到恨不得把風速計和溫度計放到不受這些因素干擾的高空去。無論小氣候有多科學,天氣預報專家在測量風和溫度這類變量時,還是會選擇在遠高于體感區域的高度進行,這實在是很諷刺。
對于大范圍的天氣,預報員已經把它吃透到了令人震驚的程度:他們向我們呈現出一個宏觀天氣的“已知世界”。他們付出的偉大勞動已經拯救了無數人的生命。但這一切無意中造成了一些后果,也就是:他們的成功,引導著人們從更大的廣度去認識天氣,遠遠超出我們生活的廣度。
這本書會帶你重回鄉鎮和城市,走進樹林和山野之間,尋找線索和征兆,解鎖天氣的秘密。有些征兆指向宏觀天氣事件,和氣象學家構建的已知世界重疊,但更多征兆扎根于我們棲居的土壤。很多征兆都在我們觸手可及的范圍之內。這就是天氣的秘密世界。
現在,讓我們回過頭來看看這一章開頭的那次散步,尋找其中的線索和征兆,接受宏觀天氣和小氣候的差異,打開新的大門,從已知世界邁向秘密世界。
阻塞高壓
本章開頭提到的那次散步中,天氣晴朗,空中只有幾朵低云,高處沒有云,一點點微風輕輕拂過。溫暖的空氣形成了擾流,能見度尚可,但我看不清遠山的細節。以上就是這個場景的全部線索,這是典型的夏季高氣壓系統。
在夏季,如果一片區域保持高氣壓的狀態,就意味著會出現持續的晴朗天氣、輕柔的不定風、良好的能見度和少量云。只要高氣壓系統還在,這片區域的天氣就會穩定下去。高氣壓系統的脾氣有時非常倔,一旦穩穩占了一個坑,就怎么也不肯挪。這就是“阻塞高壓”,在大部分高溫熱浪之后都會出現。弄清楚當前的天氣狀態是阻塞高壓以后,我們要做的就是留意它和我們的相對位置,以此預測晴朗的天氣還會持續多久。
追蹤高氣壓系統并不難,只要持續關注風向就可以。風會沿著高氣壓系統的順時針方向旋轉,也就是說,如果風從背后吹來,那高氣壓系統就位于你的右側。在我散步的那個例子里,當我朝山下看的時候,感到風從我的背后吹來。我知道自己面朝南方,但還是參考櫟樹的影子確認了一下。當時接近正午,太陽位于正南方,樹影指向北方。所以,高氣壓系統的中心位于西方。
地球由西向東自轉,也就是說大部分風是由西向東吹。因此,大部分天氣現象也是由西向東移動。
把上面所有的碎片拼湊起來,我意識到自己正處于一個高氣壓系統中,并根據微風的風向判斷,高氣壓系統的中心位于我的西側。也就是說,一個大型的晴朗天氣系統正在緩緩行進,才剛要開始經過這一帶。周末會是個好天氣,而且在高氣壓系統過境前,天氣還會越來越晴朗。
先別在意細節,關于阻塞高壓的特點,我們之后還會講到,有機會更深入地去理解。現在,我希望你只注意一件簡單的事情,那就是一旦遇上一段晴朗的好天氣,請你留意一下風向。這段時間里會有微風,有時候風向很多變。在寧靜晴好的天氣變臉,形成不安分的天空之前,請留意一下風向是如何變化的。
阻塞高壓是一種很明顯的征兆,規模也足夠大,在天氣預報的旋渦和圓圈中也能體現出來。這個征兆很有用,而且會和大規模的已知天氣世界保持一致。接下來,讓我們進入秘密世界,來看一些天氣預報里永遠不會提到的征兆吧。
樹蔭空調
我選的那個完美野餐地點位于一棵櫟樹下。天熱的時候,大家都喜歡站在樹下乘涼,但奇怪的是,很少有人知道為什么樹下會更涼快。不可否認,最主要的原因之一是樹可以遮陰,但還有另一個不為人知的原因:樹下有舒服的微風。
當一陣風吹過一棵樹,樹就對風形成了阻礙。這會導致樹周圍的氣壓發生變化。向風的一面氣壓會升高,背風的一面氣壓會降低。向風處的高氣壓導致樹的上方、下方和周圍的風開始加速。于是,樹下的風就比樹周圍的風更快、更猛烈。天熱的時候站在樹下會覺得涼快,就是因為樹的遮陰和樹下的涼風。

樹蔭空調
上文中提到的兩個征兆表明了我們的討論范圍。在我們接下來要說到的天氣征兆里,這兩個例子基本上代表了兩個不同的極端。阻塞高壓是一個宏觀天氣系統的征兆,它屬于“已知世界”,能幫助我們理解接下來幾天里幾百千米范圍內的天氣變化。樹蔭空調則屬于“秘密世界”,它是一個小氣候征兆,集中在特定的小區域內,但觸手可及且可靠。這兩個征兆一起,描繪出了一幅實用的、迷人的天氣圖景。
后來,好天氣果然很給面子。那個周末,我們全家享受了一次愉快的野餐,坐在櫟樹下,吹著小風,聽著旁邊的綿羊咩咩叫和烏鴉聒噪地呱呱叫。到了星期天,風向開始變化。等到星期一的時候,空中布滿了云,天氣也涼爽了下來。