JC:高振幅准定常波使北半球多地湿热浪持续时间更长
发布时间: 2022-11-07


随着全球气候不断变暖, 全球多地热浪频发。今年夏季,史上罕见的酷暑在全球多地同时出现。英国部分地区气温历史上首次突破了40。我国今夏大范围热浪席卷全国,约262个国家气象站的最高气温与历史持平或突破历史极值。持续超强热浪给人们的健康和生活带来了巨大的危害。超额的热暴露会引发皮肤红疹、中暑等,更严重的会引发肾病、心血管和呼吸系统疾病等,极端的情况下会发生"热射病"和死亡。高温是热浪危害健康的重要因素,除此之外,高湿度在热浪危害人体健康中也起有重要作用。当湿度较低时,人体可以通过排汗来降低体温,从而一定程度的抵御高温对身体造成的危害。然而当湿度较高时,人体这种调节体温的机制会受到抑制,一旦气温逼近体温则无法将核心体温降低到正常值而造成热损伤。因此综合考虑气温和湿度的湿热浪越来越受到关注。

湿热浪是否和高温热浪一样存在多地同时发生的现象?其特征和引发的物理过程是什么?围绕这些问题,2022世界杯(卡塔尔)买球入口袁嘉灿青年研究员课题组的新研究从准定常波的角度提供了答案。研究指出重要的大气环流之一——大气准定常波在高振幅模态时可以引起北半球中纬度湿热浪在多地同时发生,并进一步揭示了准定常波引起湿热浪发生的关键区域及其物理过程和机制。波数为5-7的准定常波呈现环球波列的水平分布(图abc)和几乎正压的垂直结构,它们会导致特定区域的湿热浪的最长持续时间显著增长,其中5波的关键区域是北美中部,6波的关键区域包括美国西部、亚洲中南部和亚洲东部,7波的关键区域为欧洲西部和里海地区(图def的填色)。这些区域中绝大多数无法被高振幅准定常波影响高温热浪的关键区域(图def的等值线)所识别。进一步的物理机制分析表明,高振幅准定常波通过以下五条途径影响局地湿热浪(如图):(1)增强局地水汽输送和辐合从而增加湿度(Qadv);(2)增强暖平流输送温暖湿润的空气(Tadv);(3)下沉气流导致向下短波辐射增加从而加热地表(SR);(4)与下沉气流相关的绝热加热(Adiab);(5)增强地表向大气的潜热通量(LH)。不同关键区域的主导影响途径存在差异。上述研究提出了大气环流引起北半球湿热浪多地同时爆发的新特征和机制,有助于提升湿热浪局地变化及其机理的认识,为改善热浪的模拟和预测提供了理论依据。

该工作以"Linkages between Amplified Quasi-stationary Waves and Humid Heat Extremes in Northern Hemisphere Midlatitudes"为题发表在《Journal of Climate》期刊上。2022世界杯(卡塔尔)买球入口/大气科学研究院博士研究生林其燕为本文第一作者,青年研究员袁嘉灿为通讯作者。该项工作得到了国家自然科学基金委面上项目、上海市浦江人才项目和上海市科委面上项目等的资助。课题组基于ERA5再分析数据计算的描述热舒适度的指标——湿球黑球温度(WBGT)数据,已经发表在Zenodo 上(https://zenodo.org/record/7264385#.Y2hS4i8RpQI)。


论文信息:

Lin, Q., and J. Yuan, 2022: Linkages between Amplified Quasi-stationary Waves and Humid Heat Extremes in Northern Hemisphere Midlatitudes. Journal of Climate, 1, 1–28, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0952.1.


图题:夏季高振幅准定常波的经向风异常场(米/秒):(a5波、(b6波、(c7波;与夏季高振幅准定常波相关的湿热浪最长持续天数的异常场(填色)和高温热浪最长持续天数的异常场(等值线)以及相关的动力学、热力学过程:(d5波、(e6波、(f7波。




请百度搜索2022世界杯(卡塔尔)买球入口关键词找到我们!