鲍名副教授在北半球大气遥相关及动力学研究方面取得系统性成果


发布时间:2018-03-26浏览次数:3974


     

bwin必赢鲍名副教授近年来和美国科学院院士John M. Wallace教授、美国科学院院士DennisL. Hartmann教授、英国雷丁大学Paulo Ceppi博士及bwin必赢研究生谭鑫合作在北半球大气遥相关及动力学研究方面取得原创、系统的研究成果,观测命名了西半球环流型,并揭示了其形成和维持机制及对平流层的影响。系列工作发表在《Journal of Atmospheric Sciences》、《Journal ofClimate》、《Geophysical Research Letters》。bwin必赢为论文通讯单位。

大气遥相关是大气环流和气候动力学研究的前沿研究领域。Wallace教授1981年发表了北半球冬季大气遥相关里程碑式研究工作(Wallace and Gutzler 1981),通过单点相关方法确定了在北半球冬季的500hPa高度场上存在5种遥相关型,分别为太平洋-北美型、西太平洋型、东大西洋型、西大西洋型以及欧亚型。20世纪末,Wallace教授又通过经验正交函数分析方法揭示了北极涛动/北半球环状模(Thompson andWallace 1998, 2000)。这些经典论文被广泛引用、写入大气科学的教科书中。2015年鲍名副教授和Wallace教授通过自组织映射聚类分析方法揭示了一个新的北半球冬季大气低频流型(Bao and Wallace 2015)。这个环流型被命名为西半球环流型,如下图所示。西半球环流型可以很好地解释2013/14年冬季北美和欧洲发生的气候异常

最近,鲍名副教授和Hartmann教授、Ceppi博士、研究生谭鑫合作进一步研究了西半球环流型的形成机制及对平流层爆发性增温事件的影响。他们通过观测资料的动力诊断,指出天气尺度波在西半球环流型的形成和维持起到重要的动力作用。虽然持续的西半球环流型事件反映了准定常Rossby波沿北太平洋-北美-北大西洋的传播及相应的风暴轴异常,但不能完全解释西半球环流型在整个大西洋上空的形成维持。天气涡旋引起的低频高度异常维持了阿拉斯加湾上空的异常低频脊,由此造成更多的天气尺度波向下游传播。天气涡旋强迫有利于北大西洋中纬度急流的加强和低频槽的加深,而北美东部槽的加深则主要是由从北太平洋传播来的准定常波形成。对2013/14年冬季的典型个例分析可以清晰地看到频繁的天气尺度波下游发展过程。

大气遥相关不仅影响对流层异常,还通过对流层-平流层动力耦合影响到平流层异常。以前对平流层爆发性增温事件的研究揭示了对流层前兆信号,但这些研究往往通过合成和相关分析得到,把所有事件放在一起分析存在不足。鲍名副教授和合作者们认为通过对前兆环流型的分类,可以对平流层爆发性增温的不同引发机制有更好的理解。分析表明对流层的前兆型归为三类,这三类分别对应的异常行星波上传信号显著不同。其中一类前兆型表现为西半球环流型负位相与太平洋-北美型正位相的混合型,过去研究较少。

以上研究由国家自然科学基金项目资助完成,鲍名副教授得到bwin必赢优秀中青年教师境外研修计划资助。

论文链接:

https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JAS-D-15-0001.1

https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JCLI-D-17-0158.1

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2017GL074611

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