北太平洋涛动(即NPO),是一种重要的大气内部变率,表现为北太平洋上空SLP南北向的跷跷板现象。NPO对北美、亚洲的天气/气候均有重要影响。但是关于前期NPO对东亚夏季气候的前兆信号及其稳定性关注较少。这对于气候预测具有重要意义。
近日,大气科学学院中高纬气候变异与机理创新团队韩婷婷副教授、周波涛教授联合挪威卑尔根大学贺圣平高级研究员,针对过去60年春季NPO与我国东北夏季降水的不稳定关系及相关物理机制进行了探讨。相关的研究成果发表在国际期刊Earth’s Future上。
结果表明,在过去60年,前期5月NPO与东北盛夏降水之间的关系是不稳定,即在1986–2010年期间(记为显著关系时段),前期5月NPO与东北盛夏降水存在显著的正相关关系,而在1961–1985/2011–2020年期间(记为弱关系时段),二者关系较弱。分析表明,和弱关系时段相比,在显著关系时期,5月NPO可以激发北太平洋地区更强的罗斯贝波源,该波源在后续6月和盛夏时节,分别东移至北美、北大西洋上空(图1)。相对应的,在季节内时间尺度上,一条源自于北太平洋的罗斯贝波列可向东传播至北美、北大西洋,继而东传至东亚地区,从而通过调整东亚地区大气环流(水平风场、水汽输送条件、垂直运动等)来影响东北盛夏降水。进一步来说,NPO在显著关系时段激发更强的罗斯贝波异常归因于NPO本身增强,这与北太平洋地区SLP年际变率增强有关(图2)。此外,由于背景环流场的变化引起NPO和NAO关系增强(图2),这可能也是显著关系时期NPO能激发更强的罗斯贝波列的一个重要原因。
图1. 两个时期NPO正负异常年份合成的300hPa散度风(矢量,m/s)和罗斯贝波源(等值线,10−9/s2)异常:左列为弱关系时期,右列为显著关系时期。第一行为5月,第二行为6月,第三行为盛夏。
图2. 两个时期NPO正负异常年份合成的SLP(mb)异常,(a)为弱关系时期,(b)为显著关系时期。(c)为(b)减去(a)。灰色阴影表示绝对值大于0.8mb的区域。(d)为两个时期SLP年际变率差值场(mb)。打点(十字)区域表示通过95%(90%)显著性检验的区域。
文章信息:
Han, T. T., S.P. He, B.T. Zhou, S.F. Li, X. Hao. 2023: Interdecadal changes in the linkage between North Pacific Oscillation during May and Northeast China precipitation during mid-summer: the influence of North Atlantic Oscillation. Earth's Future, 11, 2023EF003754.