推荐产品

从位涡梯度的角度研究北极增暖对大气壅塞的影响


  近二十年来冬季北极明显的增暖,而东亚明显地变冷并且极寒气候频发。已有的研究注解东亚变冷是与乌拉尔壅塞频繁发生密切相干。然而北极增暖(重要是巴伦支-喀拉海)是如何引起乌拉尔壅塞的转变而影响中纬度极寒气候,这是一个没解决的难题。

  近期,中国科学院大气物理研究所罗德海研究员与博士研究生陈晓丹、纽约州立大学的Aiguo Dai教授、墨尔本大学的Ian Simmonds教授合作,从能量频散和非线性强度的角度出发,诠释了北极增暖如何影响大气壅塞的生命周期。首先,罗德海研究员等人从其壅塞理论模型出发,提出了壅塞体系的举动依靠于壅塞的能量频散和非线性强度。可以发现壅塞的能量频散正比于位涡(PV)的经向梯度,而壅塞的非线性强度反比于位涡的经向梯度。当位涡梯度较小时,壅塞体系的能量频散削弱,非线性强度加强,有利于壅塞体系的维持。反之,当位涡梯度较大时,壅塞体系的频散加强,非线性强度削弱,不利于壅塞体系的维持。因此北极增暖,可以通过改变西风的水平结构和强度而改变位涡的经向梯度,从而影响中高纬度壅塞的维持。这为北极增温顺中纬度极端气候之间的联系的研究提供了新的视角。

  如图1所示,在北极冷的情况下,中纬度欧亚地区的位势涡度低,而严寒的高纬度(如巴伦支-喀拉海区域)位势涡度高,位涡的经向梯度大。这时壅塞体系的能量频散强,而非线性弱,不利于壅塞维持,对于这种情况,强的极寒气候很难发生。而当北极海冰削减 或北极增暖时,位涡经向梯度较小,壅塞的频散性较弱而非线性较强,有利于长生命壅塞的产生,从而产生强的极寒气候。

  该研究已被刊登在《Journal of Climate》。

  论文信息:Luo, D., X. Chen, A. Dai, and I. Simmonds, 2018: Changes in Atmospheric Blocking Circulations Linked with Winter Arctic Warming: A New Perspective. J. Climate, 31,7661–7678, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0040.1

图1. 北极增暖通过影响位势涡度(PV)经向梯度来调制乌拉尔壅塞的生命周期。


Copyright© 2003-2012    版权所有   公司地址:北京丰台区丰台北路32号华盛写字楼B8058 邮 编:110023
联系电话:18601047241 010-63845660 邮箱:boyli@jingbo17.com      
   备案号:京ICP备20001697号-1