2020/21年極端天氣和氣候事件的成因
2020年夏季,特別是6月和7月,長江流域(YRV)出現(xiàn)了特大降雨。自1998年夏季以來,這些降雨事件對該地區(qū)造成了最嚴(yán)重的洪災(zāi)。盡管如此,2020年北太平洋(WNP)臺風(fēng)季節(jié)開始緩慢,但最終產(chǎn)生了23個(gè)名為熱帶氣旋,但仍略低于WNP季節(jié)性平均值27。從夏季過渡到冬季,到2020年末和2021年初,三處嚴(yán)重的冷潮席卷了大部分地區(qū),促使國家氣象中心四年來首次發(fā)布最高的冷潮預(yù)警警報(bào)。經(jīng)過一年多變的天氣之后,科學(xué)家們正在尋找答案,以了解為什么過去一年在發(fā)生了如此多的極端天氣和氣候事件。
科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王春在教授及其團(tuán)隊(duì)的任務(wù)是分析可能在2020/21極端天氣事件中發(fā)揮作用的全球和區(qū)域氣候影響。研究人員發(fā)現(xiàn)了許多重要的海洋學(xué)和氣象學(xué)系,這些系剛剛發(fā)表在《大氣科學(xué)進(jìn)展》中。
熱帶太平洋,洋和大西洋的海表溫度(SST)波動(dòng)可能導(dǎo)致發(fā)生強(qiáng)降雨事件。但是,觀測數(shù)據(jù)這表明大西洋和洋的影響力主要來自太平洋地區(qū)。從2020年5月開始,整個(gè)北半球熱帶西大西洋(WNA)的正SST異?;蚱骄兓?,在6月中緯度北大西洋引起了正的地勢高度異常。地勢高度是指存在一定壓力面的海拔高度,通常在500mb處進(jìn)行分析。該指標(biāo)非常適合識別通過大西洋引起的橫越歐亞的大氣“波列”來影響YRV降雨異常的山脊和低谷。進(jìn)一步的分析表明,洋并沒有顯著影響YRV的6月降雨量。但是,當(dāng)一起考慮6月和7月的降雨時(shí),洋和WNA的影響都很重要。
與冬季寒冷潮氣有關(guān)的大氣環(huán)流模式示意圖。(a)噴射流相對平坦的正常,溫和的冬季。(b)隨著西伯利亞高壓和噴射流的增強(qiáng),出現(xiàn)了冷潮。(c)在,由于北美高壓和波浪狀噴流的增強(qiáng),出現(xiàn)了冷潮。信用:王春載
關(guān)于2020/21年冬季的極端寒冷天氣,王教授的團(tuán)隊(duì)指出了西伯利亞高地。西伯利亞高壓的增強(qiáng)和向北運(yùn)動(dòng)迫使射流形成波浪形。這破壞了極地渦流,使極地冷空氣向南侵入,從而在和北美引發(fā)了冷潮。
2020年臺風(fēng)季節(jié)低于平均水平與WNP的垂直風(fēng)切變大(定義為對流層上下風(fēng)差)和濕度低有關(guān)。在強(qiáng)烈剪切和干燥的環(huán)境中,熱帶氣旋不會(huì)形成和發(fā)展。科學(xué)家認(rèn)為,這些因素是造成2020年臺風(fēng)季節(jié)上半年臺風(fēng)減少的原因。
這項(xiàng)研究指出了三洋互動(dòng)的重要性及其在北半球的影響。熱帶太平洋,洋和大西洋會(huì)影響WNP中的反氣旋,從而向其西北側(cè)輸送水分,從而增加了的夏季降雨量。相同的反氣旋還會(huì)改變WNP中的大氣環(huán)流和熱力學(xué)因子,從而影響臺風(fēng)活動(dòng)。全球變暖會(huì)增加極端天氣和氣候事件的發(fā)生。但是,需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究以量化全球變暖對單個(gè)極端天氣和氣候事件的影響。