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欧亚陆面非均匀增暖对东亚气候影响取得进展
作者:张莞昕 陈海山               发布时间:2019/10/17 20:45:00              浏览量:705

    全球变暖的背景下,欧亚大陆是增暖最为显著、变化最为激烈的区域之一。由于欧亚大陆的陆面特征复杂,不同区域的下垫面特性和陆面热力状况差异显著,其增暖呈现出明显的非均匀性。近年来欧亚大陆非均匀增暖的成因及其气候效应引起了广泛的关注。我院陈海山教授课题组最近在欧亚陆面非均匀增暖对东亚气候影响研究方面取得了新的进展,揭示了陆地非均匀增暖影响东亚中纬度地区气旋的可能物理机制,相关成果近日发表于AGU旗舰期刊J. Geophy. Res-Atmos。 

     研究发现东亚中纬度地区的表层土壤温度在35年间表现为明显的增暖特征并表现出明显的非均匀性,50°N及其以北的贝加尔湖地区的增暖最为显著。夏季东亚中纬度气旋生成频率大值区主要位于贝加尔湖以南的蒙古地区,温带气旋生成频率表现出明显的年代际减弱:20世纪80年代气旋生成频率整体偏多,在1990年前后存在转折,20世纪90年代至今一直处于偏少阶段。进一步研究表明东亚中纬度地区的表层土壤温度和温带气旋生成频率的联系十分紧密:50°N以北关键区表层土壤温度偏高,导致关键区南部气旋源地表层土壤温度经向梯度为负异常,大气斜压性偏弱,这将使时间平均有效位能和涡动有效位能的斜压转换项为负异常,涡动有效位能减弱,涡动有效位能向涡动动能的斜压转换减少,从而使得天气尺度涡动从时间平均气流中获得的能量减少,温带气旋生成频率偏少。进一步的研究发现90年代初之后,东亚中纬度气旋活动减弱是造成东亚夏季风年代际减弱的一个重要原因。(Chen et al. 2019 JGR

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Figure 1. (a) Normalized time series Icyclone (bars) of the regional mean cyclogenesis frequency over the midlatitude cyclogenesis center (40–50°N, 90–120°E) dur- ing 1979–2013, (b) normalized time series ISTL1 (bars) of the regional mean STL1 over the key region (50–60°N, 90–120°E), (c) correlation coefficients between Icyclone and the simultaneous STL1. (d) Regression of the simultaneous cyclogenesis frequency onto ISTL1. The dashed line and solid line in (a) and (b) represent linear trend and 11‐year moving average, respectively. The black dots in (c) and (d) indicate correlation and regression are statistically significant at the 0.05 level. JJA = June‐July‐August.


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Figure 2. Schematics on mechanisms in which summer nonuniform land surface warming affects summer extratropical cyclones of East Asia.


参考文献:

Chen H., W. Zhang, B. Zhou, F. Teng, J. Zhang, Y. Zhou. 2019 Impact of nonuniform land surface warming on summer anomalous extratropical cyclone activity over East Asia. J. Geophys. Res.-Atmos. doi:10.1029/2018JD030165.

拓展阅读--关于陆面非均匀增暖相关的气旋异常活动如何影响东亚夏季风和中国夏季气候,可以参考:

Chen H., F. Teng, W. Zhang, H. Liao. 2017 Impacts of anomalous mid-latitude cyclone activity over East Asia during summer on the decadal mode of East Asian summer monsoon and its possible mechanism. J. Clim., 30(2):739-752. doi: 10.1175/JCLI-D-16-0155.1.