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全球变暖下MJO传播特征的变化及其物理机制
作者:崔静璇               发布时间:2019/10/21 17:09:35              浏览量:623

热带大气季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,简称MJO)是地球气候系统中热带大气季节内变率的主要模态,同时也是延伸期预报的主要可预报来源,对于全球天气预报的发展有着重要意义。但现有的气候模式在理解和模拟MJO上依然存在着极大的不确定性。已有研究从历史记录中发现,MJO在统计上发生着长期变化,这表明背景气候条件的变化可能会影响MJO的特征。因此,在对人类生活影响日趋显著的全球变暖背景下MJO将发生怎样的变化,引起了国内外学者的广泛关注。

近日,我院李天明教授和博士研究生崔静璇利用CMIP5多模式资料,研究了全球增暖1-4℃背景下MJO传播特征的变化。结果表明,MJO的主要周期将缩短、东传速度加快,对流主要位置将向东延伸至赤道中太平洋地区。移速加快主要是由MJO对流两侧湿静力位能倾向的纬向不对称性增大造成的,同时与大气稳定度的增加也密切相关。此外,通过构建新的理论框架,阐明了非绝热加热与大气稳定度在MJO环流变化中的相对贡献。MJO主要位置的东移则是由El Niño型SST增暖导致的。该研究成果已发表在《Climate Dynamic》期刊。

 

论文信息:Cui, J. & Li, T. Changes of MJO propagation characteristics under global warming. Clim Dyn (2019) 53: 5311. https://doi.org/10.1007/s00382-019-04864-4

 

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Fig. 1 Power spectra of combined standardized space-time filtered OLR accumulated over zonal wave numbers 1-3 and 850hPa zonal wind accumulated over zonal wave numbers 1-2 in 1°C, 2°C and 4°C warming phases for (top) MRI-CGCM3 and (bottom) CSIRO-MK3.6.0. The left panels describe the change of the lower-frequency component, with solid-fill bars representing the averages of 40-80d band. The right panels describe the change of the higher-frequency component, with bars representing the averages of 20-40d band.

 

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Fig. 2 (a, d) Horizontal patterns of standard deviation of space-time filtered OLR (unit: W/m2) in reference state for MRI-CGCM3 and CSIRO-MK3.6.0, and their differences (b, e) between 2°C and 1°C warming phase and (c, f) between 4°C and 1°C warming phase for MRI-CGCM3 and CSIRO-MK3.6.0 respectively.