在夏季,短波雲輻射效應(SWCRE)小的變化都會對天氣氣候產生重要的影響👩🏿💼。對於夏季高緯地區🙌🏽,北俄地區的SWCRE年際變率最大📶。已有研究表明🧑🏼🎤,北俄地區的SWCRE正異常有利於烏拉爾阻塞的生成🤚🏿,進而增強源自北大西洋的大氣波列🧛♂️,促成歐亞地區“+ - +”遙相關出現🫱🏻,從而對東亞氣候產生影響。但以上研究缺少了對上遊的探究🙎🏽♀️。夏季北大西洋濤動(SNAO)作為北大西洋大氣變率最重要的模態👨🏿🚀,也同樣對北半球夏季氣候有非常重要的影響👳🏼♂️。因此,探究SNAO與北俄SWCRE對歐亞大陸大氣環流的協同影響,有助於我們更好地認識高緯與中、低緯天氣氣候之間的聯系🕚👨🏿🌾。
我系博士生劉樂(第一作者)🏋🏻👵🏼、武炳義教授(通訊作者)和丁碩毅副研究員定義了北俄SWCRE正異常事件,並從季節內尺度上討論了其與不同位相SNAO的協同影響。在SNAO正位相下的SWCRE正異常事件中,烏拉爾反氣旋異常位置偏南,從上遊傳過來的波列在此得到加強後容易被北移且偏強的南亞急流捕獲。急流軸處的緯向風大值區產生了強的絕對渦度經向梯度,根據羅斯貝波理論,這會使得羅斯貝波產生向急流軸的折射或傾斜。因此波列沿著南亞急流傳播至東亞,容易引起高溫天氣(圖1a,圖2a)💶🫨。而在SNAO負位相下的SWCRE正異常事件中,烏拉爾反氣旋異常位置偏北,南亞急流偏弱偏南,不容易發生羅斯貝波的折射,因此波列主要沿著極鋒急流呈British-Baikal Corridor波列向遠東地區傳播(圖1b,圖2b),會影響拉普捷夫海和東西伯利亞海的海冰融化(圖略)👩⚖️。
夏季北俄SWCRE通過放大上遊信號🚀,既可以影響東亞高溫天氣🥷🏼,也可以影響極地海冰(圖3)。以上結果為高緯對東亞天氣和氣候的影響提供了新的思路。相關研究於2023年發表在《Environmental Research Letters》期刊上🙅🏽♀️。
論文信息:Liu, L., Wu, B.*, Ding, S. (2023) Combined impact of summer NAO and northern Russian shortwave cloud radiative effect on Eurasian atmospheric circulation. Environmental Research Letters,18, 014015.
論文鏈接⛹️♂️:DOI:10.1088/1748-9326/acabd9

圖1在(a) SNAO正位相☕️、(b) SNAO負位相下的SWCRE正異常事件的地表氣溫(填色)🔻🤛🏻、500hPa高度場(等值線)及300hPa波活動通量(箭頭)合成圖。打點區域表示通過95%置信度水平。

圖2在(a) SNAO正位相🩸、(b) SNAO負位相下的SWCRE正異常事件下的300hPa緯向風(填色)、絕對渦度經向梯度(等值線)合成圖。打點區域表示通過95%置信度水平。綠色等值線為300hPa緯向風的氣候平均態,間隔為5ms-1。

圖3在正👨🎓、負SNAO位相下,與夏季北俄SWCRE正異常事件有關的大氣環流異常概念圖。