物理海洋实验室在中小尺度海气相互作用研究领域取得新进展

2021-02-2510

  近日,物理海洋教育部重点实验室(以下简称实验室)马晓慧教授与国际高分辨率地球系统预测实验室(iHESPPing Chang教授、博士后刘雪等合作,在中小尺度海气相互作用领域取得重要研究进展,在国际上首次发现了北太平洋黑潮延伸体区域的海洋锋面和涡旋对登陆北美西岸的大气河和极端降雨的影响

  大气河是中纬度狭长的水汽输送带,对中纬度极向水汽输送的贡献超过90%。大气河登陆后易形成极端降水,引发沿岸地区严重的洪涝灾害。但是由于缺乏对大气河动力机制的准确认识,现有的天气和气候模式对大气河登陆时间和位置及其引起的极端降雨的预测存在很大的困难。通过在高分辨率数值模拟中引入中小尺度海洋过程的影响,并结合观测和再分析资料,该项研究发现黑潮伸体区域与海洋锋面和涡旋有关的中小尺度海温的出现会使登陆北美西岸的大气河和极端降雨显著增强,且该过程在季节与季节内尺度都有发生。研究进一步提出了中小尺度海温强迫大气河的可能机制:大气对海洋冷暖涡的响应是非对称的,中小尺度海温异常将更多的水汽输送到大气边界层以上,增加的水汽通量将直接促进大气河的生成,而在此过程中伴随大气河发生的副热带气旋的强度并没有显著改变。

  国际学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications224日对上述研究成果发布线上报道(标题:Ocean Fronts and Eddies Force Atmospheric Rivers and Heavy Precipitation in Western North America,《海洋锋面和涡旋对北美西岸大气河和极端降雨的影响》)。该项研究工作由马晓慧教授为共同第一和通讯作者,实验室主任吴立新院士、海洋与大气学院贾英来副教授等合作者共同完成,是实验室在中纬度多尺度海气相互作用领域取得的又一重要进展,对全球中纬度极端天气的预测有重要意义,也彰显了我校积极推进国际交流合作的成绩。

图:登陆的大气河对应的水汽输送对黑潮区域中小尺度海温的响应(a,控制实验;b,控制实验-滤波实验);北美西岸的强降雨对中小尺度海温的响应(c,控制实验;d,控制实验-滤波实验);大气河引起的降雨相对差异的概率密度分布(e)。


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