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平流层爆发性增温、大气质量环流及其天气效应的内在联系
作者:虞越越               发布时间:2018/09/12 08:52:03       浏览量:

近日,我院青年教师虞越越博士在国际权威期刊《Monthly Weather Review》发表了题为“On the linkage among strong stratospheric mass circulation, stratospheric sudden warming, and cold weather events”的研究成果。平流层爆发性增温(SSW)是指平流层极区几天之内温度突然升高40~50℃的现象。越来越多的研究证明SSW发生之后的1-2个月内往往发生大面积的极端低温事件,为地面天气气候异常的次季节-季节尺度预测提供了新的指示因子。然而SSW事件鲜少出现,无法满足冬季频发的极端低温事件的预测需求。虞越越博士和美国佛罗里达州立大学Ming Cai教授等人近期工作提出了逐个寒潮低温事件的平流层指示因子,即平流层大气质量环流在60°N附近的强度。该预报因子存在一定的次季节尺度可预测性,且与低层向赤道的冷空气质量输送进而与逐个大范围极端温度事件存在一定联系。

虞越越博士等人的最新研究揭示了SSW与平流层质量环流强脉冲事件(PULSE)的内在联系,并将二者作为逐个寒潮事件的指示因子的优劣进行了系统评估,指出PULSE事件作为指示因子的普遍性和优越性:(1)发生频率高,平均9次/冬季;(2)SSW是PULSE的一个特殊子集:SSW多为强度大、持续时间长的PULSE事件中的一小部分,“偏心型”SSW事件往往对应于一波数主导的PULSE事件,而“分裂型”SSW与PULSE事件的主导波动尺度关系并不密切;(3)基于主导波动尺度分类的PULSE事件展现出更为清晰的地面温度异常分布特征,结合其与“分裂型”、“偏心型”SSW的关系较好地解释了SSW事件(尤其是分裂型)与地面低温关系的不稳定性; (4)PULSE事件可指示70%的大陆尺度低温事件,错报率25%,而SSW只能指示6%的大陆尺度寒潮,而错报率却不低(22%)。

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图1. PULSE 事件和SSW事件的统计关系。柱状图为PULSE事件的 (a) 峰值个数, (b) 持续时间, (c) 类型, (d) 平均强度,  (e) 最大强度的概率密度函数,红色和蓝色数字表示同期“偏心型”和“分裂型”SSW事件的个数。