在全球變暖的背景下👱🏽♂️,北極海冰快速融化,冬季烏拉爾阻塞事件頻繁發生👛。烏拉爾阻塞事件通常伴隨著歐亞大陸極端事件的發生,因而受到國內外學者的廣泛關註。不少研究指出,在季節和年際尺度上烏拉爾阻塞與北極海冰有著密切的聯系,然而鮮有學者從次季節尺度研究北極海冰對烏拉爾阻塞的影響♡。
近日,我系穆穆院士團隊針對持續時間較長的強烏拉爾阻塞事件,將條件非線性最優邊界擾動方法運用到復雜大氣環流模式(CAM4)中🫴🏼,通過數值求解北極海冰密集度影響冬季烏拉爾阻塞事件的非線性最優化問題,從次季節尺度研究了北極海冰對烏拉爾阻塞事件可預報性的影響。研究發現🙎🏽♀️,在4候時間尺度上,使得烏拉爾阻塞的預報具有最大不確定性的海冰密集度擾動主要集中在格陵蘭海🕤、巴倫支海和鄂霍次克海(圖a)。進一步的研究表明(圖b-d)📲✳️,北極海冰擾動首先通過非絕熱過程影響大氣低層溫度💃🏽,隨後通過熱平流、熱對流等過程影響烏拉爾區域及其上下遊的緯向西風,最終影響第4候烏拉爾阻塞的形成👩🏻🎤。
https://eos.org/editor-highlights/arctic-sea-ice-is-crucial-for-forecasting-ural-blocking)。
本研究由中科院海洋研究所馬學英博士,我系穆穆教授,戴國錕青年副研究員,中科院大氣物理研究所韓哲副研究員,李春香副研究員及中國氣象科學研究院姜智娜研究員共同完成🤑。研究得到了國家自然科學基金重大項目𓀁、青年項目和面上項目的共同資助。

圖(a)引起冬季烏拉爾阻塞事件最大不確定性的海冰密集度擾動,(b)海冰擾動引起的第1候對流層低層溫度響應(單位⏱:℃)🎿,(c)海冰擾動引起的第4候500 hPa緯向風響應(單位🤦🏽♀️:gpm),(d)海冰擾動前後阻塞指數隨時間的演變(黑線為海冰擾動前的阻塞指數,紅線為海冰擾動後的阻塞指數,藍線為阻塞是否發生的參考線)。
文章信息:Ma, X., Mu, M.*, Dai, G., Han, Z., Li, C., & Jiang, Z. (2022). Influence of Arctic sea ice concentration on extended-range prediction of strong and long-lasting Ural blocking events in winter. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127(5), e2021JD036282.https://doi.org/10.1029/2021JD036282.