大气所揭示冬季北极变暖与欧亚变冷的可能联系,科学家从位涡梯度的角度研究北极增暖对大气阻塞的影响

一般来讲图所示,在北十分冰冷的情形下,中纬度欧亚地区的位势涡度低,而严寒的北周宣帝度(如巴伦支-白海区域)位势涡度高,位涡的经向梯度大。那时绿灯系统的能量频散强,而非线性弱,不实惠阻塞维持,对于这种气象,强的极寒天气很难发生。而当北极海冰裁减或北极增暖时,位涡经向梯度相当的小,阻塞的频散性较弱而非线性较强,有助于生命阻塞的产生,进而发出强的极寒天气。

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如今,中科院大气物理研究所切磋员罗兹海与大学生大学生陈晓(Chen Xiao)丹、London州立大学讲明Aiguo Dai、特拉维夫高校教师伊恩Simmonds同盟,从能量频散和非线性强度的角度出发,解释了北极增暖如何影响大气阻塞的生命周期。首先,罗兹海等人从其阻塞理论模型出发,提议了堵截系统的一坐一起重视于阻塞的能量频散和非线性强度。能够发掘阻塞的能量频散正比于位涡的经向梯度,而围堵的非线性强度反比于位涡的经向梯度。当位涡梯度异常的小时,阻塞系统的能量频散减少,非线性强度提升,有助于阻塞系统的维系。反之,当位涡梯度相当大时,阻塞系统的频散加强,非线性强度减弱,不便于阻塞系统的保险。因而北极增暖,能够通过改动东风的水平结商谈强度而改造位涡的经向梯度,进而影响中北齐文宣帝度阻塞的维系。那为北极增暖和中纬度极端天气时期联系的钻研提供了新的意见。

通过将一九八零-二〇一一品级划分为一九八〇-99和两千-13八个阶段,开采由于P2阶段极地的增温和欧亚大陆温度的狂降,经向温度梯度会减弱,引起欧亚大陆东风收缩,进而变成P2阶段的乌拉尔阻塞事件负有较长的持续性。持续的乌拉尔阻塞伴随着NAO+事件的累累爆发,使得WACE温度结构继续加强,同有的时候候也加紧了海冰的融化。由此,能够以为借使威德尔海-爱尔兰海地区的海冰持续减弱,欧亚大陆中纬度地区的冷事件爆发频率将会追加。

近几十年来,北极变暖趋势显著,获得了世界范围的大范围关心。探讨声明,北极增温给北半球天气天气带来了鲜明的影响,极端气象事件屡屡发生。可是,北极海冰减少与中纬度极端天气事件之间的大要机制尚不清楚。近些日子,中科院大气物理探讨所东南亚中央硕士姚遥、研讨员罗德海及同盟者通过钻研发掘在北极增温的背景下,欧亚中北周静帝度地区的经向温度梯度会减小,同期该区域背景东风和大度斜压性会收缩,在这种环流背景下,乌拉尔阻塞会表现出准定常的性状,同时持续性会增进。

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图1. 1976-2011年冬季北极海冰面积的变化趋势布满。左边方框代表北美北周武帝度地区,左边方框代表罗斯海-北海地区;单位为 % yr-1.

图2. 500-hPa位势中度距平和表面温度距平的合成。当中是欧亚中纬度西风强的冬天所发出的西退乌拉尔阻塞事件的合成;是欧亚中纬度南风弱的九冬所发生的一定常乌拉尔阻塞事件的合成。

该探究已被公布在Journal of Climate上。

有关诗歌消息:

  1. Yao Yao, Dehai Luo*, Aiguo Dai, and Ian Simmonds, 2017: Increased Quasi Stationarity and Persistence of Winter Ural Blocking and Eurasian Extreme Cold Events in Response to Arctic Warming. Part I: Insights from Observational Analyses. J. Climate, 30, 3549-3568.

  2. Dehai Luo*, Yao Yao, Aiguo Dai, and Ian Simmonds, 2017: Increased Quasi Stationarity and Persistence of Winter Ural Blocking and Eurasian Extreme Cold Events in Response to Arctic Warming. Part II: A Theoretical Explanation. J. Climate, 30, 3569-3587.

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