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AAS封面論文:北極地區對歐亞冬季極端天氣事件可預報性的影響
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2020-04-08 | 【 【關閉】

  二十一世紀以來,全球增暖不斷加劇,其中以北極地區增溫最爲顯著。與此同時,北極地區海冰極速減少,歐亞大陸災害性天氣頻繁發生。關于北極對極端天氣影響的研究已經成爲國際前沿熱點,這在應對氣候變化和防災減災方面有著重要的科學和現實意義。

  极端的天气事件会给人民带来了严重的灾难和损失,提前做好这些极端事件的预报就显得尤为重要。可靠的天气预报不仅依赖于性能良好的数值天气预报模式,还依赖于准确的初始条件和边界条件。已有的科學研究表明,北极地区条件的可靠性可以影响欧亚地区的天气预报的质量。然而,由于观测资料的稀少和观测手段的限制,北极地区的初始和边界条件都存在着较大的不确定性。提高北极地区观测资料的精度可以有效地改善欧亚地区天气,尤其是极端天气事件的预报技巧。鉴于极地观测存在着较大的困难,设计合理的观测策略可以在一定程度上节约资源。为此,穆穆院士团队希望可以从天气学角度研究冬季极端事件预报的北极敏感区,进而提高欧亚冬季极端事件的预报能力。

  受以前研究的啓發,穆穆院士團隊提出具有特定結構的北極擾動對中緯度地區的極端天氣影響較大,而隨機擾動對中緯度地區極端天氣的影響相對較小,所以確定北極擾動的模態可以幫助我們進一步了解北極地區和中緯度之間的聯系、以及歐亞極端事件形成的機制。然而,極端事件形成的機制在不同的個例中可能有所不同,北極地區在這些個例中的作用也可能不同。因此,應該研究足夠多的極端事件以得到科學可靠的結論。

  穆穆院士指出,大多數研究分別討論了北極地區初始條件和邊界條件的作用。這些條件作爲北極地區特征的不同表現,它們的非線性協同效應對中緯度地區天氣有更大的影響。因此,他和戴國锟博士建議用北極地區協同效應來描述北極地區和中緯度極端天氣事件之間的聯系。這些問題的研究,一方面可以通過在確定性預報中減少北極敏感地區的不確定性,另一方面可以通過在集合預報中提供更好的擾動成員,從而提高歐亞極端天氣事件的預報技巧。

  極地地區的目標觀測,不僅需要觀測大氣變量,還涉及到海冰、海溫的觀測。如何根據研究的結果設計合理的觀測策略,建立海-冰-氣目標觀測網,有待于進一步的研究。

 

  《大气科学进展》Advances in Atmospheric Sciences 2020年第4期封面

  近年來,全球增暖不斷加劇,其中以北極地區增溫最爲顯著,與此同時,海冰極速減少(封面上側),歐亞大陸災害性天氣頻繁發生。根據中國氣象局發布的2019年度國內外十大天氣氣候事件,2019年1-2月中國南方地區出現罕見陰雨寡照天氣(封面下側)位居國內十大事件的首位。這些極端事件的産生與北極地區的變化密切相關,而特定的大氣環流型(封面中圖)是連接北極和歐亞極端事件的重要紐帶。

  參考文獻:

  Dai, G. K., and M. Mu, 2020: Influence of the Arctic on the predictability of Eurasian winter extreme weather events. Adv. Atmos. Sci., 37(4), 307?317, https://doi.org/10.1007/s00376-019-9222-7.

  下載鏈接:

   https://link.springer.com/article/10.1007/s00376-019-9222-7  

  中文導讀:https://dwz.cn/y1RRSNtV 

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