大气遥相关型反映了大气内部的一种空间尺度大、时间持续久(低频)的变化特征。因此,前人多基于月、季平均资料来研究大气遥相关型的影响和维持机理。我院施宁教授团队利用多种逐日再分析资料发现,冬季斯堪的纳维亚遥相关型(SCA,空间型见图1a)能在其盛期后的2周左右显著且持续地影响我国东部地区(图1a中橙色框)的气温(图1b),这明显区别于其他遥相关型事件对我国东部气温的显著影响仅局限在其盛期后的1周内。实际上,上述SCA事件影响也明显超出了SCA自身6天左右的e折时间尺度。
为分析SCA事件这种持续性、次季节时间尺度上的影响机理,施宁教授团队进一步根据SCA事件盛期后不同的环流特征,将其盛期后的时段分为0-6天(第一时段),7-12天(第二时段)。在第一时段中,基于位涡反演方法发现(图2),欧亚大陆上的高、低层环流异常之间耦合作用强烈,这有利于冷空气持续地在青藏高原北部堆积,这成为后期大范围冷空气侵入我国东部的一个前兆信号。第二时段中,由降水异常导致的非绝热加热异常成为持续影响我国东部气温的重要因素(其位置大致对应着图3a中的阴影)。通过线性斜压模式发现,一方面,欧亚大陆中纬度持续的非绝热加热负异常有利于低层西伯利亚高压异常的维持和南伸(图3b、c);另一方面,伴随着东亚地区降水正异常南移,非绝热加热负异常逐渐替代了原位于东亚地区的非绝热加热正异常,这有利于低层反气旋异常持续维持(图3d)。最终,低层反气旋异常得以持续,它引导冷空气不断地沿青藏高原北部向东南输送,使得我国东部出现持续的气温负异常。
图1 (a)为1979–2018年冬季500hPa位势高度对第6模态空间型的时间序列的回归场,(b)为我国东部区域平均的合成地表气温异常逐日变化箱线图。(a中)红实线表示正值,蓝虚线表示负值,零线已略去;(a)中阴影和(b)紫色星号表示通过基于多重假定的t检验区域, 为0.05。
图2 SCA事件第3天的高度异常场(单位:gpm):(a)和(d)为合成场;(b)(c)(e)(f)(g)是对不同区域位涡异常反演后的高度场。
图3(a)代表里海北部、贝加尔湖西侧和东亚地区的外强迫水平空间分布(单位:K/day),(b)(c)(d)分别是在线性斜压模式下,850 hPa大气环流对外强迫的稳定响应结果。箭头表示风场(单位:m/s),填色表示流函数(单位:105m2/s);灰色表示地形区域。
文章信息:
Zhang, D., N. Shi, and SuolangTajie, 2022: Mechanisms of the subseasonal influences of Scandinavian events on winter surface air temperature over Eastern China. Atmospheric Research, 268, 105994, doi:https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2021.105994.
网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169809521005500