1000多年的年輪證實了2021年北美西部熱浪的空前性質

在2021年夏天，一場前所未有的熱浪席捲北美西部，影響了從不列顛哥倫比亞省到華盛頓州、俄勒岡州的地區，以及其他通常氣候溫和的內陸地區。許多地方的溫度打破了紀錄，導致大範圍的野火和至少1400人死亡的悲劇。雖然科學家們將這一事件主要歸咎於人類造成的氣候變化，並將其稱為前所未有的事件，但由於天氣數據有限，只能追溯到上個世紀，因此很難肯定地確定它是否真的沒有發生過。

根據最近的一項研究，基於對該地區年輪的分析，2021年的熱浪幾乎可以肯定是過去一千年來最嚴重的一次。該研究結果發表在《氣候與大氣科學》雜誌上，建立了從公元950年開始的夏季平均溫度的年度記錄。研究顯示，許多夏天都有異常的高溫，其中許多發生在多年的溫暖期。然而，該研究強調，由於人類引起的全球變暖，過去40年是最熱的，其中2021年的夏天是最熱的。

"並不是說太平洋西北地區以前從未經歷過一波波的高溫。但是隨著氣候變化，它們的幅度要大得多，對社區的影響也大得多。"主要作者、哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的博士後研究員Karen Heeter說。"能夠審視過去並與氣候模型進行比較，得出類似的結論，這裡面有很大的力量。"

1950-2021年，由年輪和現代天氣數據揭示的夏季季節性溫度異常。

年輪重建和現代溫度讀數顯示，1979-2021年出現了一個持續的炎熱夏季，在過去1000多年裡是無可匹敵的。大多數最熱的年份都發生在2000年以後。年輪顯示的第二個最熱的時期是1028-1096年--在所謂的中世紀氣候異常的高峰期，當時自然變暖的趨勢被認為已經在地球的大部分地區佔據了地位。在中世紀氣候異常期間，另一個值得注意的熱期是1319年至1307年。但即使是這些時期也比最近幾十年的溫度要低得多。

2021年的熱浪從6月底到7月中旬持續了幾個星期。雖然研究人員沒有試圖在星環中挑出這樣短的時期，但他們說平均季節性溫度是這種事件的一個很好的代表。2021年夏季保持了年度記錄，為18.9攝氏度，或大約66華氏度。相比之下，史前時代最熱的夏天是在1080年，為16.9攝氏度，或62.4華氏度。

這聽起來也許並不令人印象深刻--直到你考慮到部分原因是由於人類對低地的古樹幾乎完全破壞，研究人員主要使用在海拔10000英尺以上的山區收集的樣本。在這裡，溫度比人口眾多的低地要低得多；6月份往往還有雪覆蓋。Heeter指出，人們可以為西雅圖和波特蘭這樣的地方合理地增加幾十度。根據年輪，2021年的季節性溫度飆升比中世紀時期年輪顯示的任何年度飆升都要大3華氏度。

2021年夏季的北美西部熱浪。更紅的顏色代表更高的溫度異常；白色的X表示研究人員採集年輪樣本的地點，以便將其納入長期背景。信用：修改自Heeter等人，氣候和大氣科學，2023年

Heeter和她的丈夫以及幾位同事在2020年和2021年的夏天為這項研究收集了大約一半的樣本，這些樣本來自國家森林和公園的高海拔地點。在2021年的熱浪中，她在愛達荷州莫斯科沒有空調的公寓里，在105度的室內溫度中悶悶不樂，她親身體會到了熱浪。她擔心在這個季節的晚些時候才會進入現場，因為許多目標森林或其附近的森林正在著火，在某些情況下，她被疏散令阻止進入。

為了獲得數據，研究小組從愛達荷州北部以及俄勒岡州和華盛頓州的喀斯喀特山脈的大約600棵古老的針葉樹上鑽出稻草大小的樣本，提供環的截面。(他們最古老的樣本來自俄勒岡州火山口湖附近的山地鐵杉，它在13世紀紮根。他們用其他拉蒙特-多爾蒂研究人員在20世紀90年代採集的樣本對這些樣本進行了補充，這些樣本大多在不列顛哥倫比亞。其中最古老的是來自溫哥華島的花旗松，可以追溯到950年。此後，該地區被伐木工人砍伐殆盡。

大多數傳統的年輪研究集中在年輪的寬度上，較寬的年輪一般表示較潮濕的年份。為了測量溫度，Heeter和她的同事使用了一種相對較新的技術，即藍色強度。這包括將可見光照射到每個年輪的高解析度掃描上，並測量藍色光譜被反射回來的程度。在較熱的溫度下，樹木通常會建立更厚的細胞壁，增加環的密度。密集的環反射較少的藍光，這可以轉化為溫度。

華盛頓州雷尼爾山國家公園塔霍馬溪附近的一棵花旗松，作者從那裡採集了一個核心樣本。資料來源：Grant Harley/愛達荷大學

另一項最近的拉蒙特-多爾蒂研究將2021年熱浪的極端性歸因於人類造成的逐漸升高的溫度，再加上可能是也可能不是由人類驅動的氣候變化驅動的較短期的大氣模式。該研究表明，到2050年，這種熱浪可能每10年發生一次。新的研究使用不同的模型進行預測，估計到2050年每年有50/50的機會重現。

由於氣候通常相當溫和，該地區在應對此類事件方面準備不足。首先，像Heeter一樣，很少有人有空調--可能是2021年高死亡率的一個原因。"我們可以利用長期記錄來準備自己，"Heeter說。"例如，也許在所有地方安裝空調是不現實的，但社區可以創建避難所，當這些事情再次發生時，人們可以去那裡。"

作者寫道："整個[研究地區]2021年夏季溫度的空前性質表明，沒有哪個地區不受夏季溫度上升的經濟和生物影響。這表明，世界各地歷史上沒有暴露在極端高溫下的社區可能會經歷[更大的]發病率和死亡率。"

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