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冬季西北太平洋准双周振荡影响北美中部气温的物理过程

  作为热带季节内变率的重要组成部分之一,准双周振荡(QBWO)是联系低频信号与高频天气尺度扰动的桥梁,其典型周期为10-20天,它对全球范围内许多地区的天气和气候都有显著的影响,研究QBWO及其气候影响对于理解全球气候异常的成因有重要的科学意义。近年来,QBWO受到了气象学家越来越多的关注,前人研究主要针对北半球夏季的QBWO,但对冬季QBWO的动力学特征和气候影响的认识仍十分有限。QBWO常伴有明显的热带和副热带地区的深对流活动,而后者经常能激发向极传播的Rossby波,从而影响到热带外气候。这种热带-热带外联系在年际和MJO尺度上已被广泛报道,但在准双周尺度上却鲜为人知。

  针对上述问题,中国科学院大气物理研究所季风中心王林研究员团队基于观测分析、动力诊断和数值模式试验揭示出冬季西北太平洋QBWO影响北美中部气温的物理过程。结果表明,西北太平洋地区的冬季对流以显著的10-20天的准双周变化为主,并且能解释约66%的该地区的季节内变率,其主模态表现为在西北太平洋上空西北向传播的对流特征(图1)。当QBWO的活跃对流位于菲律宾东部时,它可以通过改变对流层上层的辐散环流在日本南部产生反气旋式的初始扰动。随后该扰动发展为沿着北太平洋边缘向东北方向传播至北美上空的Rossby波列(图2)。之后,阿拉斯加附近的高压异常和加利福尼亚附近的低压异常共同促进了对流层低层的冷平流,并最终导致北美中部的冷异常。

 

  

  图1. 冬季西北太平洋QBWO的水平演变,填色为10-20天滤波的OLR异常,等值线为垂直积分的非绝热加热异常。

 

  图2. (a)冬季西北太平洋QBWO对流激发的热带外Rossby波活动与(b)随后北美温度的响应。

 

 

  

  延伸阅读:http://www.iap.cas.cn/gb/xwdt/kyjz/202112/t20211227_6327973.html(刘文钊选编)

 

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