丹若

天有不測風云。2016年，我們還在談論美國加州長達3年的干旱以及加州為此進行的政策調(diào)整和節(jié)水黑科技；然而，這個史詩般的干旱在這個冬季已然成為往事，大壩危急，大水圍城，一個洪澇頻發(fā)的時代大幕或許已悄然拉開。這一切都離不開這個冬季頻繁出現(xiàn)的“菠蘿快車”。

呼風喚雨的“快車”

這里說的“菠蘿快車”（pineapple express）并不是塞斯·羅根和詹姆斯·弗蘭科主演、大衛(wèi)·戈登·格林執(zhí)導的電影《菠蘿快車》。這部于2008年在美國上映的電影中所提到的“菠蘿快車”是一種新品種大麻，抽了后，人會像飆快車一樣，馬上進入自嗨的快車道。本文所說的“菠蘿快車”特指一種天氣現(xiàn)象，是經(jīng)常出現(xiàn)在美國新聞播報里的一個流行詞。與這種天氣相聯(lián)系的是每年冬季來自夏威夷島（太平洋中東部熱帶低緯度地區(qū)）附近持久而強烈的暖濕氣流，這股強勁的暖濕氣流帶來美國西海岸地區(qū)大范圍的強降雨、洪澇、山體滑坡和泥石流災害，因為夏威夷島在這個季節(jié)前后盛產(chǎn)菠蘿，所以得名“菠蘿快車”。

概括來說，“菠蘿快車”是指從熱帶中東太平洋向美國西海岸延伸的一條細長而強勁的水汽輸送帶，它給美國西部帶來暴雨、洪澇、山體滑坡和泥石流等災害。

有人認為，“菠蘿快車”一詞來源于前文提到的那部電影；其實，這個詞在20世紀70年代就出現(xiàn)和被使用了，和嬉皮士們向美國西部進軍的歷史差不多一樣長。那時候的衛(wèi)星云圖第

一次展現(xiàn)了地球大氣中水汽和云的流動走向。在加州冬季下暴雨時，衛(wèi)星云圖上清楚地顯示有細長的云系從夏威夷一直延伸到美國西海岸。云系所到之地，暴雨成災，導致山體滑坡和泥石流頻發(fā)。美國西海岸（也許是西雅圖）的某位氣象學家發(fā)明了這個詞，該詞自此便成為新聞媒體報道中的常見詞?！安ぬ}快車”這個名詞雖然形象，但在很多情況下，使用的時候都得給大家解釋一下，反倒令人覺得麻煩。

“菠蘿快車”與“大氣河”

客觀來說，“菠蘿快車”并不是正宗的專業(yè)詞語，更專業(yè)一點的詞應該是“大氣河”（Atmospheric River）。當然，“大氣河”也是一個比喻；但是其適用范圍更廣泛，指的是大氣中細長而強勁的水汽輸送過程。全球各地都有“大氣河”存在。從這個意義上來講，“菠蘿快車”是“大氣河”在美國西海岸的特例。

“菠蘿快車”的水汽輸送主要來自于低空急流，高度在1～12.5千米，寬度大約為300千米，可綿延5000～6000千米，攜帶的水量甚至達到美國最大河流密西西比河流量（近河口處年平均流量達1.88萬立方米/秒）的20倍以上。因此，這個“快車”所到之地一般都暴雨不斷，帶來洪災和泥石流等。

進入2017年2月以后，位于北加州的美國最高的奧羅維爾水壩出現(xiàn)險情。2月12日，政府緊急撤離當?shù)亟?0萬居民。盡管這與水壩等基礎設施年久失修有關，但是近期幾次強暴雨過程造成的水位上漲超過最高點則是直接原因。在這幾次暴雨背后，都可以見到“菠蘿快車”的身影。

這邊水壩險情還未徹底解除，加州洛杉磯地區(qū)2月17日開始遭受新一輪暴風雨襲擊，暴風雨范圍向北延伸到700千米外的舊金山，向南延伸到300千米外屬于科羅拉多沙漠的因皮里爾山谷。截至當?shù)貢r間2月18日晚，洛杉磯及周邊城市降水量都達到了80～150毫米左右。一些城市由于排水系統(tǒng)老舊形成嚴重積水，水深超過250毫米。

截至2月19日，至少有5人因風暴死亡，狂風和降雨導致山洪和泥石流爆發(fā)，使得部分地區(qū)交通（州內(nèi)17、35、12、1、84、9、152號公路和80號州際公路）和電力供應中斷，僅在洛杉磯地區(qū)就造成8萬多戶居民家中斷電。所幸這次暴雨過程并未使奧羅維爾水壩受影響；更讓當?shù)厝碎L噓一口氣的是，加州地區(qū)完全擺脫了自2014年1月以來的嚴重旱情。不過美國媒體認為，長達3年的史詩般的干旱結束后，狂風暴雨、洪水泛濫的時代序幕或許才剛剛拉開。

這并不是“菠蘿快車”第一次發(fā)威；其實，這個“快車”每年都會帶來暴雨，只是今年似乎是歷史罕有的強悍。

年年光顧的“快車”

1952年時，還沒有“菠蘿快車”的概念，當時的叫法是“夏威夷風暴”（Hawaiian Storm）。1952年1月第二周，一系列夏威夷風暴橫掃北加州，導致灣區(qū)大范圍洪災。這場暴雨還席卷了內(nèi)華達山區(qū)，造成連接芝加哥和加州奧克蘭的“舊金山”號火車被困。

2005年，南加州從1月7日開始連下5天暴雨。這是自1997年以來最大的暴雨事件。暴雨造成大范圍的泥石流和洪澇，其中在美國加州可恩郡摩羅戈谷北部的沙漠里也降下了230毫米的雨水；在朝南和朝西南的山口地區(qū)，降水更

是夸張，在加州的圣巴巴拉郡圣馬科斯山口的過程降水量達到了624毫米，在洛杉磯的圣蓋博山，降水更是達到了驚人的803毫米。

整個北美西海岸基本上都是“菠蘿快車”襲擊的范圍，從北部的加拿大南部一直到南部的墨西哥地區(qū)。翻開氣象災害記錄，我們會發(fā)現(xiàn)，北美西海岸地區(qū)幾乎每年都有“菠蘿快車”的身影，有時甚至反復出現(xiàn)。

2006年11月，數(shù)次“菠蘿快車”過程襲擊從加拿大溫哥華到美國華盛頓州奧林匹亞的廣大地區(qū)。在長達一個月的時間里，該區(qū)域飽受折磨，普吉特海灣地區(qū)的山口被迫關閉，暴雨使得華盛頓州格拉尼特福爾斯的斯蒂拉瓜密什河洪水暴漲，各水庫不得不啟動緊急泄洪道，所有泄洪道均以最大能力泄洪。

2010年12月，一次強大的“菠蘿快車”過程來襲。在12月15日至22日的一周內(nèi)，給洛杉磯的圣蓋博山帶來610毫米的降水；在內(nèi)華達的山區(qū)，更是帶來深達4米的積雪。整個加州深受影響，尤其是南部的圣貝納迪諾縣、橙縣、圣地亞哥和洛杉磯地區(qū)飽受洪水和泥石流影響。

2014年12月，北加州遭受“菠蘿快車”襲擊，導致大范圍洪水、大風和暴風雪。美國國家氣象局自2008年以來首次對內(nèi)華達北部地區(qū)發(fā)布暴風雪預警，暴風雪造成5萬人斷電，是過去4年里最強大的冬季暴風雪，在洛杉磯還引起了一次龍卷過程，所幸這次龍卷只有EF0級（龍卷的藤田分級標準里最弱的一級龍卷），并未造成人員傷亡。不過，在灣區(qū)很少有龍卷，洛杉磯上一次龍卷要追溯到1983年?？粗宽斔奶巵y飛，加州人民可是空前的震驚。

“快車”是怎樣形成的

“菠蘿快車”的低空急流經(jīng)常穿越北美西海岸的大片區(qū)域，多年氣候平均的中心位置位于北緯45°附近，即美國的俄勒岡州波特蘭市附近?！安ぬ}快車”一般發(fā)生在強烈發(fā)展的溫帶氣旋的東南側鋒面區(qū)域，尤其是當中緯度地區(qū)的風暴軸位置偏南時，中緯度氣旋鋒面的南端更有可能延伸到熱帶，從而將熱帶的暖濕空氣向東北方向輸送到北美的西海岸。因此，“菠蘿快車”主要發(fā)生在每年的10月份到來年4月份之間，絕大多數(shù)發(fā)生在1月份和2月份。在這些月份中，平均來看，北太平洋的急流和風暴軸在它們最南端的位置。

從季節(jié)內(nèi)時間尺度來看，“菠蘿快車”受一種叫熱帶大氣季節(jié)內(nèi)振蕩（Maddan Julian Oscillation，簡寫為MJO）過程的影響。MJO是熱帶地區(qū)一種大氣振蕩現(xiàn)象，表現(xiàn)為熱帶強對流云團從印度洋向東太平洋的傳播，其從活躍到不活躍的周期介于30～60天，它是20世紀70年代由美國國家大氣研究中心的羅蘭·馬登和保羅·朱利安發(fā)現(xiàn)的，故得名MJO。在“菠蘿快車”發(fā)生的7～10天前，伴隨MJO的東移，熱帶強對流區(qū)到達熱帶西太平洋，一條水汽帶從熱帶西太平洋斜伸向夏威夷島；在“菠蘿快車”發(fā)生前3～5天，隨著MJO的強對流區(qū)東移到日界線附近并減弱，伴隨的云團進一步向東北方向延伸并穿過夏威夷島，此時一般會有中緯度低壓槽的發(fā)展和增強，熱帶和熱帶外環(huán)流有非常強的相互作用，中緯度的低壓槽得以利用熱帶的水汽帶?！安ぬ}快車”發(fā)生的時候，MJO繼續(xù)減弱東移，水汽不斷補充進入位于北美西海岸的低壓槽中。水汽的輸送、適宜的天氣條件

和山脈的抬升造成強降水，隨即可能造成洪水、滑坡或者泥石流等危害。

在年際變化的時間尺度上，ENSO對“菠蘿快車”事件有一定的影響。ENSO為厄爾尼諾與南方濤動的簡寫，是地球上最為顯著的短期氣候振蕩，周期不固定，一般介于2～7年之間，表現(xiàn)為熱帶太平洋海溫和海表面氣壓在東西方向的振蕩。研究表明，基本上在每個厄爾尼諾（“厄爾尼諾”一詞來源于西班牙語，原意為“圣嬰”，是ENSO循環(huán)的正位相，表現(xiàn)為赤道附近太平洋東部和中部海域海水出現(xiàn)顯著增溫）冬季都能產(chǎn)生至少一個“菠蘿快車”事件，而拉尼娜（厄爾尼諾現(xiàn)象的反相，是ENSO循環(huán)的負位相，表現(xiàn)為赤道附近太平洋東部和中部海域海水出現(xiàn)顯著降溫，拉尼娜在西班牙語中原意是“圣女”）冬季中則有將近一半的冬季沒有發(fā)生“菠蘿快車”事件。

在更長的時間尺度上，太平洋年代際振蕩（PDO，Pacific Decadal Oscillation）是影響“菠蘿快車”事件的重要影響因子，太平洋年代際振蕩是一種位于北太平洋中部的海洋表面溫度的振蕩現(xiàn)象，冷暖海溫之間的周期可達50～70年。研究表明，有強烈“菠蘿快車”發(fā)生的四五個冬季都發(fā)生在太平洋年代際振蕩的正位相期間（此時中太平洋海水表面溫度偏高，低緯度海水表面溫度也偏高），這可能與太平洋年代際振蕩正位相期間北太平洋的西風帶和風暴軸更加偏南有關。

全球變暖導致“快車”日益增強

作為大氣中細長而強勁的水汽輸送通道，盡管“大氣河”的寬度僅占總緯圈的10%，但是其輸送的水汽占到中低緯度向中高緯度方向水汽輸送總量的90%。在中緯度地區(qū)，極端暴雨過程（降雨量是最強的2%的強天氣過程）中有30%～50%都與“大氣河”密切相關。如果對歐洲地區(qū)做一個統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，過去20年中有19次最強的風暴過程，每次風暴過程都造成至少10億美元的經(jīng)濟損失，這19次風暴中有14次與“大氣河”過程密不可分。因此“大氣河”未來變化特征如何，將決定整個地球氣候系統(tǒng)中的水循環(huán)和能量輸送特征，其活動與極端天氣過程密切相關，“大氣河”的變化也會決定未來極端事件出現(xiàn)的頻次和強度。

在可以預計的未來，直到本世紀末期，如果沒有意外事件發(fā)生，比如一系列強火山活動或者小行星撞擊等，全球氣溫變暖將是本世紀的主旋律，到世紀末的增暖幅度多半會超過2℃，根據(jù)克勞修斯-克拉珀龍方程式（表示大氣中溫度與飽和水汽壓之間的關系，溫度越高，大氣中飽和水汽壓越大），當大氣溫度升高時，大氣中的水汽含量必然增加，與之對應的是副熱帶地區(qū)的蒸發(fā)加大，因此“大氣河”的水汽輸送量會隨之增加?？梢灶A見，這一變化會帶來極端事件強度和頻次的增加，這得到了近幾年多個數(shù)值模擬結果的印證。

比如美國國家大氣研究中心克里斯蒂娜·希爾茲和杰弗里·基爾于2016年7月在美國《地球物理研究快報》上發(fā)表了研究成果。他們利用高精度（全球半度）的通用氣候系統(tǒng)模式（CCSM4）模擬了直到本世紀末的“菠蘿快車”事件頻次和強度變化。結果表明，登陸北美西海岸的“菠蘿快車”事件引起的降水無論從持續(xù)時間還

是強度上看，都顯著增加，這必然將給美國西海岸帶來極大的威脅。

對于我國而言，在夏季雨季期間，存在一支西南低空氣流，這支低空氣流攜帶有低緯度地區(qū)的充沛水汽，這意味著我國上空也存在“大氣河”過程。在1998年長江流域特大洪澇災害、2012年北京“7·21”大暴雨、2013年四川盆地“7·9”暴雨等極端事件中都屢現(xiàn)它的身影。因此，對我國“大氣河”的動力結構、氣候態(tài)統(tǒng)計特征、極端過程分析、數(shù)值模擬和未來變化的預測，都是大有可為的研究領域。

與全球變暖相對應，“菠蘿快車”過程造成的極端天氣事件可能會屢創(chuàng)新紀錄。屆時，當一次百年一遇的超級“菠蘿快車”襲來時，會制造出創(chuàng)紀錄的暴雨、強風、大面積洪水、泥石流和山體滑坡，由此造成的經(jīng)濟損失可能超過數(shù)千億美元，這樣的損失甚至超過一次大地震所能造成的災難損失。

盡管創(chuàng)紀錄的全球變暖可能是數(shù)十年之后的事情，至少人們在加州地區(qū)已經(jīng)見識到了“菠蘿快車”的威力了。持續(xù)3年的干旱轉瞬成了往事，而下一個洪澇頻繁的時代大幕可能已悄然拉開。

在全球變暖的背景下，當極端的厄爾尼諾事件與MJO等過程疊加的時候，未來可能會產(chǎn)生令人恐懼和戰(zhàn)栗的超級“菠蘿快車”，讓我們拭目以待吧。