热带海洋环境国家重点实验室科研团队揭秘夏季高温的成因

    近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO春在研究员团队郑佳喻博士王春在研究北半球夏季高温成因面取得了新进展。相结果在地球科学研究领域1区学术期刊—地球物理研究快报Geophysical Research Letters)上发表。

    近年来,半球的夏天极端破纪录高温事件频发,极端高温事件带来的经济损失和人员伤亡也有增加趋势科学家前期研究表明北半球夏季面气温受温室效应、厄尔尼诺-南方涛动、北大西洋涛动等因素的影响。而,厄尔尼诺-南方涛动者北大西洋涛动缺席的情况下,2017年夏季和2018年夏季的北半球仍然很热,并且面气温呈现出不同的空间分布特征。这表明半球季高温机制还不清楚,因要进行一步的研究。

    该研究利用相关性图的方法,对北半球500 hPa位势度进行研究,发现和定北半球夏季7种大气环流型,分别是大西洋型、欧洲、东大西洋、西大西洋楚科奇海-北型、北-北波弗特海-西伯利亚义的7种大气环流型和全球变暖号,使逐步方法,功地重建了观测一致的半球表面空间分布。分析表明,大气环流型引起的气候自然率和全球变暖造成半球的夏高温,而其中气候自然率的贡献与球变贡献相甚至更大。进一步的研究表明,对定义7种大气环流型的准预测,有于对北半球夏季高温分布的预报。该研究有力推动了半球夏季高温大气环流型的研究发展,并为半球的高温预报提了新思路。

    该研究结果也成功解释了今半球的夏季高温2019年北半球季是1950以来最热季(图1其中区和西伯利亚地区气温都往年高很多,甚至打破历史记录。研究发现,年夏季大西洋型处于正位相,而波弗特海-西伯利亚型处于正位相。北大西洋型的正位相对于欧洲南部的季高温有贡献,而波弗特海-西伯利亚型的正位相西伯利亚夏季高温起作用(图2)。一步验证了定义的大气环流型于解释北半球夏季高温的效性表现出了强的研究价值和应用景。

 

 

1 北半球夏季(6-8)平均表面气温的时间序列

 

 

2 2019年夏季半球夏季表面气温异常(填色)500 hPa场异常(矢量)

 

    简而言之,该研究发现和定义了夏季高温背景下北半球主大气环流型,并揭秘了半球季高温的成因,这对北半球夏季高温的研究和预报具有重要的意义。该研究由国家自然科学基金重点项目、中科院(百人计划、先导专项)广东省军人才项目目共同资助完成。

Zheng, J., and C. Wang*, 2019: Hot Summers in the Northern Hemisphere.  Geophysical Research Letters, 46, doi: 10.1029/2019GL084219.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019GL084219