ERL:夏季北大西洋涛动与高纬度区域短波云辐射效应对欧亚大陆大气环流的协同影响
发布时间: 2023-01-12


在夏季,短波云辐射效应(SWCRE)小的变化都会对天气气候产生重要的影响。对于夏季高纬地区,北俄地区的SWCRE年际变率最大。已有研究表明,北俄地区的SWCRE正异常有利于乌拉尔阻塞的生成,进而增强源自北大西洋的大气波列,促成欧亚地区“+ - +遥相关出现,从而对东亚气候产生影响。但以上研究缺少了对上游的探究。夏季北大西洋涛动(SNAO)作为北大西洋大气变率最重要的模态,也同样对北半球夏季气候有非常重要的影响。因此,探究SNAO与北俄SWCRE对欧亚大陆大气环流的协同影响,有助于我们更好地认识高纬与中、低纬天气气候之间的联系。

我系博士生刘乐(第一作者)武炳义教授(通讯作者)丁硕毅副研究员定义了北俄SWCRE正异常事件,并从季节内尺度上讨论了其与不同位相SNAO的协同影响。在SNAO正位相下的SWCRE正异常事件中,乌拉尔反气旋异常位置偏南,从上游传过来的波列在此得到加强后容易被北移且偏强的南亚急流捕获。急流轴处的纬向风大值区产生了强的绝对涡度经向梯度,根据罗斯贝波理论,这会使得罗斯贝波产生向急流轴的折射或倾斜。因此波列沿着南亚急流传播至东亚,容易引起高温天气(图1a,2a)。而在SNAO负位相下的SWCRE正异常事件中,乌拉尔反气旋异常位置偏北,南亚急流偏弱偏南,不容易发生罗斯贝波的折射,因此波列主要沿着极锋急流呈British-Baikal Corridor波列向远东地区传播(图1b,2b),会影响拉普捷夫海和东西伯利亚海的海冰融化(图略)。

夏季北俄SWCRE通过放大上游信号,既可以影响东亚高温天气,也可以影响极地海冰(图3)。以上结果为高纬对东亚天气和气候的影响提供了新的思路。相关研究于2023年发表在Environmental Research Letters期刊上。


论文信息:Liu, L., Wu, B.*, Ding, S. (2023) Combined impact of summer NAO and northern Russian shortwave cloud radiative effect on Eurasian atmospheric circulation. Environmental Research Letters,18, 014015.

论文链接:DOI10.1088/1748-9326/acabd9


1(a) SNAO正位相、(b) SNAO负位相下的SWCRE正异常事件的地表气温(填色)、500hPa高度场(等值线)及300hPa波活动通量(箭头)合成图。打点区域表示通过95%置信度水平。

2(a) SNAO正位相、(b) SNAO负位相下的SWCRE正异常事件下的300hPa纬向风(填色)、绝对涡度经向梯度(等值线)合成图。打点区域表示通过95%置信度水平。绿色等值线为300hPa纬向风的气候平均态,间隔为5ms-1

3在正、负SNAO位相下,与夏季北俄SWCRE正异常事件有关的大气环流异常概念图。


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