浅层土壤温度异常是天气预报和气候预测的潜在信号。研究表明,大气异常信号可以以浅层土壤温度异常的形式持续达几个月,且在不同月份由大气异常导致的土壤异常的持续时间存在显著差异。气温引起的浅层土壤温度异常比降水引起的异常持续时间更久。瞬时降水量的减弱和气温的降低会减弱大气对ST异常持续性的干扰,从而增强了初始气温异常引起的土壤温度异常的持续性。此外,气温引起的浅层土壤温度异常的再现比降水引起的土壤温度异常的再现更为普遍。土壤温度异常的再现可能取决于两个过程。冻融过程是其中一个过程,在观测和模拟中均得到了证实。另一个可能与气候从温暖潮湿变为寒冷干燥时气温和降水的变化导致的水热传导率垂直分布的变化有关。然而,采用通用陆面模式CLM4.5的模拟显示土壤温度异常的再现仅发生在冻融过程中,观测的土壤温度异常的持续性和再现特征并没有完全捕获,这需要进一步的深入研究以提高数值模式的模拟性能。
图1. 12个月7个站点气温(a)、降水量(b)与后续0.05 米深度土壤温度之间的滞后相关系数。(c) 是7个站点12个月在不同的滞后时间下的多年平均气温(a、b中的阴影部分通过了95%的显著性)。
图2. 气温、降水异常信号在土壤温度中的存储、传播和再现(彩色部分通过了95%的显著性)
论文信息:
Song, Y., Huang, A., & Chen, H. (2022). The persistence and reemergence of atmospheric anomaly signals in soil temperature. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127, e2022JD037218. https://doi.org/10.1029/2022JD037218