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冬季北极变暖与欧亚变冷的一种可能联系

Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences

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IMAGE: 准定常乌拉尔阻塞对北极增温\欧亚变冷的物理过程示意图 view more 

Credit: 姚遥

近几十年来,北极变暖(海冰融化)趋势明显,得到了世界范围的广泛关注。研究表明,北极增温给北半球天气气候带来了显著的影响,极端天气事件频繁发生。但是,北极海冰减少与中纬度极端天气事件之间的物理机制尚不清楚。近来,大气所东亚中心罗德海研究员的研究团队及其成员姚遥博士、钟霖浩博士通过与美国纽约州立大学奥尔巴尼分校Aiguo Dai教授和澳大利亚墨尔本大学Ian Simmonds教授合作,研究发现在北极增温的背景下,欧亚中高纬度地区的经向温度梯度会减小,同时该区域背景西风和大气斜压性会减弱,在这种环流背景下,乌拉尔阻塞会表现出准定常(不移动)的特征,同时其持续性也会变长。

  分析结果表明乌拉尔阻塞的这种准定常特性能在中纬度地区的产生持续的冷却,从而使得中纬度地区极端冷事件的发生频率显著增加。也就是说,与阻塞环流本身的强度或振幅相比,阻塞的准定常性和持续性更有利于局地地区极端冷事件的发生(图2)。同时,我们还用我们自己提出和发展的阻塞非线性多尺度相互作用(简称NMI)理论模型研究了阻塞的准定常性与背景西风强度以及斜压性之间的物理机制。研究还指出在2000年之后,准定常乌拉尔阻塞的频繁发生,进而引起欧亚中纬度地区大范围的冷距平。这会对北半球冬季的变暖起到“冷却”作用,有利于变暖停滞。全球变暖“停滞”主要发生在冬季,是一个多区域变化、能量再分配的过程,尤其欧亚大陆冬季地表温度的年代际变化对变暖停滞有着很重要的贡献。其系列研究发表在Journal of Climate杂志上。

  该研究得到国家重点研发计划项目(2016YFA0601802)“全球变暖停滞中的大气遥相关过程和多尺度海气相互作用”和国家自然科学基金重点项目(41430533)“全球气候变化下北半球低频模态的演变特征和机理以及与极端天气事件之间的关系”的支持。

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