大气所等揭示北大西洋年代际振荡调制阿留申–冰岛低压振荡及其对北半球地表气候的影响

早期研究指出阿留申低压和冰岛低压强度存在年际尺度振荡。阿留申–冰岛低压振荡在二十世纪并不是持续显著,其受到年代际尺度的调制。此外,AIS显著影响北半球热带外地区的地表温度和降水,尤其是沿海地区。

上世纪70年代开始,华北降水持续减少,呈现出显著的干旱化趋势,而长江中下游地区降水却呈现增加趋势,中国东部降水的年代尺度变化表现为“北方减少,南方增加”的空间分布格局,即所谓的“南涝北旱”型。针对这个问题,过去的研究发现,这种“南涝北旱”的年代尺度降水格局可能与太平洋的年代际振荡具有密切关系:当PDO处于暖位相时,华北对应高温、少雨和干旱时段,长江中下游多雨;反之亦然。一些研究也发现了大西洋多年代际振荡对中国东部降水的年代际变化亦具有影响。然而,PDO和AMO与中国东部年代尺度降水变化联系的机制还不甚清楚,对它们相对作用的研究还很薄弱。

中国科学院大气物理研究所和挪威空气研究所博士李菲和教授Yvan
Orsolini,与中科院院士王会军,研究员郜永祺和博士贺圣平,探究了北大西洋年代际振荡的负位相影响AIS的可能机制。AMO|−通过减少欧洲–北大西洋地区大气阻塞高压发生频次,进而减弱Eliassen–Palm通量沿极地波导的向上分量。东西向北太平洋–北美–北大西洋遥相关型形成,有利于晚冬地表出现显著的AIS。因此,阿留申低压减弱伴随AMO|−,整个远东和俄罗斯北极沿海到北欧地区地表温度偏暖,欧洲中部降水偏少。比较而言,阿留申低压减弱伴随AMO|+,俄罗斯远东地区地表温度偏暖,北欧降水减少,南欧降水增加。

基于以上问题,中国科学院东亚区域气候-环境重点实验室博士杨庆和研究员马柱国等利用CLIVAR干旱研究工作组发布的年代尺度海温影响气候变化的数值试验研究发现,PDO主导了中国东部年代尺度降水的分布格局,而AMO对这个格局的产生具有加强或削弱的作用。它们对中国东部年代尺度降水分布格局的协同作用取决于它们之间的位相组合,即当PDO处于暖位相时,“南涝北旱”的基本格局形成,这时,AMO的冷位相加强了这种分布格局的产生,而AMO暖位相则起到了削弱的作用,反之亦然。

该文已被《大气科学进展》(Advances in Atmospheric
Sciences
)“北极海冰影响欧亚气候与天气”专刊接收,并预出版上线。

PDO和AMO的协同作用通过对东亚大气环流年代际变化的影响而作用于中国东部季风区降水的年代尺度变化,对中国东部年代尺度降水“南涝北旱”或“南旱北涝”分布格局的形成至关重要。

论文信息: Li, F., Y. J. Orsolini, H. J. Wang, Y. Q. Gao, and S. P. He,
2017: Modulation of the Aleutian–Icelandic low seesaw and its surface
impacts by the Atlantic Multidecadal Oscillation. Adv. Atmos. Sci.
, 34,
doi: 10.1007/s00376-017-7028-z.

相关论文发表在J. Climate上。

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