高怡舟 , 张若楠 , 左志燕 , 游庆龙
复旦大学
北极快速变暖已经导致了北极局地显著的变化和中纬度地区天气气候的改变。近年来,寒潮频繁袭击北美,一些研究认为是由于白令海海冰变化导致的。然而,北极-中纬度的联系明显是非线性的,这种关系受数值模式的敏感性、海冰以及大气-海洋背景态的影响。因此,我们想知道大气环流对于白令海海冰减少的响应是否会受太平洋年代际振荡(PDO)的调制。
利用再分析资料进行合成分析和使用CAM6大气模式来研究不同PDO时期大气环流对白令海海冰减少的响应,共进行了四组实验分别是LI/PDO−,HI/PDO−,LI/PDO+和HI/PDO+。
通过对再分析资料进行合成分析,我们发现当PDO处于负位相时(PDO−),白令海海冰减少与北美中部冷异常显著相关,伴随着增强的北美冷高压和对流层中层的阿拉斯加脊以及从白令海向下游北美地区传播的波列。此外,白令海上空异常上传的波通量与气候态上传区域重叠,造成了极涡的减弱。相反的,当PDO处于正位相时(PDO+),与海冰减少相关的北美气温异常相对较弱,在60°N有弱的冷异常,在东南有弱的暖异常。PDO−时期,模式模拟了白令海海冰损失导致的增强的阿拉斯加脊、白令海上空上传的波通量和寒冷的北美中部,尤其是在二月,这是由于海冰减少所导致的北美西岸偏北气流被PDO−时期类似的偏北气流加强,导致了阿拉斯加脊的增强和北美冷异常。PDO+时期,白令海海冰减少导致了异常南风和北美西岸增强的气旋,造成暖平流。
当预测年代际北美冬季气温异常时,PDO这样的背景态需要被考虑进来。PDO在2019年由正位相转位负位相,并且已经持续至今,在全球变暖、白令海海冰持续减少的情况下,北美地区可能会出现更加频繁的极端严寒。