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近日,中國科學(xué)院大氣物理研究所研究發(fā)現(xiàn),冬季緯向非均勻的北極增暖能夠通過局地的位渦制造以及向中高緯地區(qū)的位渦平流,對歐亞大陸冬季氣候變化產(chǎn)生影響。
過去幾十年的氣溫變化顯示,在冬季,北極地區(qū)的顯著增暖與歐亞大陸中高緯的變冷同時存在。這種暖-冷變化的強烈對比,近年來備受關(guān)注。北極和歐亞大陸暖-冷對比產(chǎn)生的動力機制對理解全球變暖背景下區(qū)域氣候變化存在的差異至關(guān)重要。
大氣所科研人員從位渦動力學(xué)理論出發(fā),利用準地轉(zhuǎn)位渦反演等方法,揭示冬季北極增暖影響歐亞大陸變冷的動力機制。研究發(fā)現(xiàn),巴倫支海及周邊海域相對于北極其它區(qū)域的顯著增暖呈現(xiàn)低層強高層弱的垂直結(jié)構(gòu)。這種垂直結(jié)構(gòu)造成局地的負位渦異常,進而導(dǎo)致該區(qū)域的顯著反氣旋環(huán)流異常。由于中高緯區(qū)域廣泛存在的強經(jīng)向位渦梯度,極地異常反氣旋環(huán)流的東側(cè)會向中高緯平流極地的大值位渦。氣候態(tài)背景的西風(fēng)環(huán)流進一步將異常環(huán)流帶來的大值位渦向下游平流。從極地平流到中高緯的大值位渦會進一步造成中高緯的環(huán)流異常。經(jīng)過不斷反饋,當(dāng)環(huán)流異常與位渦異常達到平衡時,在極地負位渦異常東南方向的歐亞大陸區(qū)域,產(chǎn)生正的位渦異常及氣旋式環(huán)流異常。該研究揭示的動力機制表明,北極增暖的空間型和垂直結(jié)構(gòu),以及氣候態(tài)的經(jīng)向位渦梯度等要素是北極增暖影響中高緯的動力過程中的關(guān)鍵因素。
相關(guān)成果發(fā)表在Journal of Climate上。該研究得到中科院前沿科學(xué)重點研究項目、國家自然科學(xué)基金重點項目共同資助。
冬季近地面氣溫在1979-2017年間的線性變化趨勢(單位:K)。結(jié)果基于GISTEMP氣溫觀測數(shù)據(jù)?;疑珗A點表示線性趨勢通過了99%置信度水平的顯著性檢驗
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