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AAS封面论文:北极地区对欧亚冬季极端天气事件可预报性的影响
访问数量:31610发布时间:2020-04-20

  二十一世纪以来,全球增暖不断加剧,其中以北极地区增温最为显著。与此同时,北极地区海冰极速减少,欧亚大陆灾害性天气频繁发生。关于北极对极端天气影响的研究已经成为国际前沿热点,这在应对气候变化和防灾减灾方面有着重要的科学和现实意义。

  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。已有的科学研究表明,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。

  受以前研究的启发,穆穆院士团队提出具有特定结构的北极扰动对中纬度地区的极端天气影响较大,而随机扰动对中纬度地区极端天气的影响相对较小,所以确定北极扰动的模态可以帮助我们进一步了解北极地区和中纬度之间的联系、以及欧亚极端事件形成的机制。然而,极端事件形成的机制在不同的个例中可能有所不同,北极地区在这些个例中的作用也可能不同。因此,应该研究足够多的极端事件以得到科学可靠的结论。

  穆穆院士指出,大多数研究分别讨论了北极地区初始条件和边界条件的作用。这些条件作为北极地区特征的不同表现,它们的非线性协同效应对中纬度地区天气有更大的影响。因此,他和戴国锟博士建议用北极地区协同效应来描述北极地区和中纬度极端天气事件之间的联系。这些问题的研究,一方面可以通过在确定性预报中减少北极敏感地区的不确定性,另一方面可以通过在集合预报中提供更好的扰动成员,从而提高欧亚极端天气事件的预报技巧。

  极地地区的目标观测,不仅需要观测大气变量,还涉及到海冰、海温的观测。如何根据研究的结果设计合理的观测策略,建立海-冰-气目标观测网,有待于进一步的研究。

 

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

  近年来,全球增暖不断加剧,其中以北极地区增温最为显著,与此同时,海冰极速减少(封面上侧),欧亚大陆灾害性天气频繁发生。根据中国气象局发布的2019年度国内外十大天气气候事件,2019年1-2月中国南方地区出现罕见阴雨寡照天气(封面下侧)位居国内十大事件的首位。这些极端事件的产生与北极地区的变化密切相关,而特定的大气环流型(封面中图)是连接北极和欧亚极端事件的重要纽带。

  参考文献:

  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.

  下载链接:

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

  中文导读:https://dwz.cn/y1RRSNtV

作者简介:穆穆,中国科学院院士,1978年毕业于安徽大学数学系;1985年获得复旦大学理学博士学位;1987年-1988年在中国科学院大气物理研究所做博士后研究工作,博士后出站后留该所工作。曾在多伦多大学、剑桥大学牛顿研究所、香港科技大学、法国动力气象实验室与夏威夷大学太平洋研究中心进行过合作研究。1993年被批准为博士生导师。2007年当选为中国科学院院士。2008年当选为发展中国家科学院(TWAS,原第三世界科学院)院士。澳门新葡新京app理事。

新闻来源:中国科学院大气物理研究所

 

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