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原标题:大气所合作研究揭示北太平洋季节内振荡的机理

浏览次数:101 时间:2019-11-05

图1 局地有限振幅的示意图,其中蓝色区域表征相对湿水汽波动,黄色表征相对干水汽波活动。

上述成果陆续于2012年、2013年、2015年在Journal of climateClimate Dynamics等杂志发表,该研究对理解中纬度大气低频模态的变化及机制有重要的价值。

该系列工作是由张耀存教授课题组与美国西北太平洋国家实验室Jian Lu等人合作完成。目前已发表高水平论文三篇,均由课题组成员薛道凯博士为第一作者或共同第一作者完成。该系列工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目共同资助。

围绕上述问题,中国科学院大气物理研究所博士王璐(2012年在大气所取得博士学位,现为夏威夷大学博士后)与美国夏威夷大学教授Tim Li、大气所研究员周天军合作开展了系列研究。研究揭示:SST的季节内振荡与低层大气环流的季节内异常以及高频风扰动有关(海洋模式试验表明后者的影响约占20%)—海温增暖位相对应反气旋式环流及弱的高频风扰动,海温变冷位相对应气旋式环流及强的高频风扰动;SST暖异常可通过激发对流促使大气环流从异常反气旋转变为气旋。该海-气反馈过程的周期为40天,这意味着局地海-气相互作用有助于中纬度大气产生季节内变化的信号。对流层高层大气季节内异常的典型模态是西移的Rossby波,其发展和加强主要与高频大气扰动的非线性作用和正压能量转换有关。热带大气季节内振荡可以解释中纬度大气季节内异常强度的约20%。

(大气科学学院 科学技术处)

1.Wang, L., T. Li and T. Zhou, 2015: Effect of High-frequency Wind on Intraseasonal SST Variabilities over the Mid-latitude North Pacific Region during Boreal Summer. Climate Dynamics, DOI: 10.1007/s00382-015-2496-2.

Lu J.*, D. Xue*, Y. Gao, G. Chen, L. Leung, and P.W. Staten., 2018: Enhanced hydrological extremes in the western United States under global warming through the lens of water vapor wave activity. NPJ Climate and Atmospheric Science, 1:7; doi:10.1038/s41612-018-0017-9

图1 夏季北太平洋海温季节内异常增暖、变冷位相分别对应的海表高频风强度分布

相关成果:

中纬度北太平洋西临东亚,东临北美,具有独特的地理位置和十分复杂的气候系统,其大气/海洋变化对东亚和北美的环流、温度和降水具有重要影响,因此深入理解该区域的环流变化有助于更准确地预报上、下游的天气和气候异常。此前有研究指出,该区域的大气和海温均存在显著的季节内尺度变率信号,然而其变化的机理尚不清楚,热带季节内振荡对其是否存在贡献亦存在争论。

图2 水汽波活动的气候特征及其未来情境下的变化特征,左图为冬季北美西部地区,右图为夏季东亚季风区

论文信息:

Xue, D., J. Lu, L. Sun, G. Chen, and Y. Zhang, 2017: Local increase of anticyclonic wave activity over northern Eurasia under amplified Arctic warming, Geophys. Res. Lett., 44, 3299–3308, doi:10.1002/2017GL072649

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