加拿大东部近年遭遇飓风及近飓风强度风暴的情况增多,2003年的飓风“胡安”、2019年的“多里安”和2022年的“菲奥娜”均造成显著影响。康考迪亚大学一项新研究指出,这种高强度风暴影响并非仅见于近代,马格达伦群岛周边在更长时间尺度上也曾出现类似的风暴活跃阶段。
该研究以圣劳伦斯湾马格达伦群岛泥炭沼泽采集的岩心样本为基础,重建了西北大西洋过去约4000年的风暴活动历史,相关成果发表于期刊《Climate of the Past》。研究团队表示,这是首次利用泥炭地样本的地球化学分析,对北美东部古风暴历史进行研究与重建。

研究人员指出,泥炭地会随时间累积有机物层,形成相对连续的自然记录。由于这些层位形成稳定且速度较快,能够保存风暴期间强风带来的风成颗粒,使得科学家可较多数沿海沉积物更精细地识别过去风暴事件。
论文第一作者、康考迪亚大学地理、规划与环境系气候学、水文学及古环境实验室博士生安托万·拉尚斯(Antoine Lachance)表示,马格达伦群岛因风暴频率上升而面临严重侵蚀,但此前缺乏关注风暴长期影响的研究。他同时称,关于飓风活动的最高纬度范围及其成因仍存在认知不足,而加拿大东部可能处于飓风活动的边界区域,研究团队希望厘清该地区历史上是否持续受到飓风影响,以及其与气候条件的关系。

在方法上,研究团队考察了哈弗-奥贝尔岛(Havre-Aubert Island)上的两处泥炭地,测量风暴期间强风携带沙粒含量以及化学元素的细微变化。由于这些沼泽几乎完全依赖降雨与大气沉降补给,土壤矿物成分的突然增加被视为强风暴风的指示信号。研究团队认为,这一方法更侧重捕捉风力强度信息,而不仅是沿海洪水影响,从而补足现有飓风研究中的一项空白。
研究结果显示,马格达伦群岛周边风暴活动与强度在数百年尺度上呈现波动,并识别出三个主要风暴活跃期:约公元前800年至公元前550年、公元500年至750年,以及1300年至1700年的“小冰期”。与此同时,在较暖的“中世纪气候异常期”(约公元900年至1300年)风暴活动相对减少。

研究团队称,上述阶段与加拿大东部、美国东北部以及巴哈马的风暴记录具有较高一致性,这也增强了其判断,即马格达伦群岛泥炭记录反映的是北大西洋更大范围的风暴模式,而非局地偶发事件。
不过,研究人员也指出,高纬度地区的风暴活动并不总与更南部热带飓风生成同步。研究认为,海表温度与大气压力等区域气候条件可能在风暴北移并转变为后热带系统时,对其强度产生重要影响。拉尚斯表示,较冷气候可能形成更强的温度梯度,从而将风暴“拉向北方、远离热带”,这或可解释为何在小冰期等阶段,即便热带地区飓风活动较低,大西洋加拿大受到的风暴影响仍可能增加。
在未来影响方面,研究团队提出,将数千年的风暴活动与气候条件进行更明确的对应,有助于理解区域风暴动力学并用于评估未来风险。但拉尚斯同时表示,人为气候变化导致的广泛变暖增加了不确定性。他指出,即便海平面上升10厘米,风暴后果也会更为严重;此外,圣劳伦斯湾海冰减少可能导致风力与波浪增强,从而使较小风暴也可能带来更大影响。
该研究由康考迪亚大学副教授珍妮娜-玛丽·圣雅克(Janina-Marie St-Jacques)与主教大学的马修·佩罗斯(Matthew Peros)、国家科学研究院的皮埃尔·弗朗库斯(Pierre Francus)以及蒙特利尔魁北克大学的妮可·桑德森(Nicole Sanderson)共同撰写,作者均为地球系统动力学研究中心Geotop成员。