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2020/21年极端天气和气候事件的成因

2020年夏季,特别是6月和7月,长江流域(YRV)出现了特大降雨。自1998年夏季以来,这些降雨事件对该地区造成了最严重的洪灾。尽管如此,2020年北太平洋(WNP)台风季节开始缓慢,但最终产生了23个名为热带气旋,但仍略低于WNP季节性平均值27。从夏季过渡到冬季,到2020年末和2021年初,三处严重的冷潮席卷了大部分地区,促使国家气象中心四年来首次发布最高的冷潮预警警报。经过一年多变的天气之后,科学家们正在寻找答案,以了解为什么过去一年在发生了如此多的极端天气和气候事件。

科学院南海海洋研究所热带海洋学国家重点实验室王春在教授及其团队的任务是分析可能在2020/21极端天气事件中发挥作用的全球和区域气候影响。研究人员发现了许多重要的海洋学和气象学系,这些系刚刚发表在《大气科学进展》中。

热带太平洋,洋和大西洋的海表温度(SST)波动可能导致发生强降雨事件。但是,观测数据这表明大西洋和洋的影响力主要来自太平洋地区。从2020年5月开始,整个北半球热带西大西洋(WNA)的正SST异常或平均变化,在6月中纬度北大西洋引起了正的地势高度异常。地势高度是指存在一定压力面的海拔高度,通常在500mb处进行分析。该指标非常适合识别通过大西洋引起的横越欧亚的大气“波列”来影响YRV降雨异常的山脊和低谷。进一步的分析表明,洋并没有显着影响YRV的6月降雨量。但是,当一起考虑6月和7月的降雨时,洋和WNA的影响都很重要。

与冬季寒冷潮气有关的大气环流模式示意图。(a)喷射流相对平坦的正常,温和的冬季。(b)随着西伯利亚高压和喷射流的增强,出现了冷潮。(c)在,由于北美高压和波浪状喷流的增强,出现了冷潮。信用:王春载

关于2020/21年冬季的极端寒冷天气,王教授的团队指出了西伯利亚高地。西伯利亚高压的增强和向北运动迫使射流形成波浪形。这破坏了极地涡流,使极地冷空气向南侵入,从而在和北美引发了冷潮。

2020年台风季节低于平均水平与WNP的垂直风切变大(定义为对流层上下风差)和湿度低有关。在强烈剪切和干燥的环境中,热带气旋不会形成和发展。科学家认为,这些因素是造成2020年台风季节上半年台风减少的原因。

这项研究指出了三洋互动的重要性及其在北半球的影响。热带太平洋,洋和大西洋会影响WNP中的反气旋,从而向其西北侧输送水分,从而增加了的夏季降雨量。相同的反气旋还会改变WNP中的大气环流和热力学因子,从而影响台风活动。全球变暖会增加极端天气和气候事件的发生。但是,需要进行进一步的研究以量化全球变暖对单个极端天气和气候事件的影响。

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