Madden-Julian振荡(MJO)的传播速度存在很大的变率(从1 m/s至9 m/s)。由于MJO能够显著地影响全球的天气和气候系统,了解控制MJO传播速度的因子对于提高MJO的预测能力至关重要。但是,目前学术界对这个问题还没有一致的认识。
我院青年教师陈国森和夏威夷大学王斌教授合作研究了控制MJO东传速度的因子。本研究表明,MJO的传播速度与其Kelvin波响应的强度呈正相关关系(如图1所示)。强的Kelvin波响应能通过边界层辐合使得MJO对流东侧的大气底层增湿而变得对流不稳定,从而有利于MJO对流的向东移动。研究进一步表明,Kelvin波响应受赤道中太平洋的海温异常控制。当赤道中太平洋增暖时,暖池的水平尺度增加,从而使得MJO的水平尺度增加,进而有利于Kelvin波响应的增强。利用MJO理论模型,本研究进一步验证了暖池水平尺度变化对Kelvin波响应强度的影响机制(如图2所示)。
本研究的结果为预测MJO的传播速度提供了潜在的预报因子。
论文信息:
Chen, G., & Wang, B. (2020). Circulation Factors Determining the Propagation Speed of the Madden–Julian Oscillation. Journal of Climate, 33(8), 3367-3380. doi:10.1175/jcli-d-19-0661.1
图1、MJO传播速度与(a)Kelvin波指数、(b)罗斯贝波指数、(c)水平尺度指数、以及(d)对流强度指数的相关关系。
图2、理论模型实验。图(a)和(b)显示的是两种暖池海温配置;图(c)和(d)显示的是对应实验中的MJO模态,其中颜色填充为降水、等值线为高度场。