平流层突然变暖可能引发“东方野兽”

2018年的漩涡分裂

2018年2月10日的平流层位涡场。同温层的极地涡旋即将分裂为两部分,涡旋减弱后大约两周,欧洲上空爆发了一场被称为“东方野兽”的严重冷空气。ERA-Interim再分析数据(Dee等人,2011年)。资料来源:布里斯托大学

由布里斯托尔大学、埃克塞特大学和巴斯大学的研究人员领导的一项新研究有助于揭示,在北极上空发生了一场戏剧性的气象事件后,我们可能很快就会迎来冬季天气。

气象预报模型越来越有信心地预测到,平流层突然变暖(SSW)事件将于2021年1月5日发生,专家们确实证实了这一事件正在发生。

平流层是距离地球表面10-50公里的大气层。SSW事件是一些最极端的大气现象,可以看到极地平流层温度在几天内上升50°C。这类事件会带来非常寒冷的天气,经常导致暴风雪。

2018年臭名昭著的“东方野兽”(Beast from The East)鲜明地提醒了我们SSW会带来什么。平流层的扰动可以向下传播,如果这种情况持续到地球表面,那么高空急流就会发生变化,导致欧洲和亚洲北部出现异常寒冷的天气。信号到达地面可能需要数周的时间,或者这个过程可能只需要几天。

这项研究发表在地球物理研究杂志该研究由自然环境研究委员会(NERC)资助,涉及对过去60年发生的40次SSW观测事件的分析。研究人员开发了一种新的方法来跟踪SSW信号,从其开始的平流层向下到地面。

“追踪平流层突然变暖对平流层到地表的影响”这篇论文的发现表明,分裂事件往往与欧洲西北部和西伯利亚的寒冷天气有关。

该研究的主要作者理查德·霍尔博士(Dr. Richard Hall)说,未来一两周出现极端寒冷和可能下雪的可能性增加了。

“虽然极端寒冷的天气事件并不是一定会发生,但大约三分之二的ssw对地表天气有重大影响。更重要的是,今天的SSW可能是最危险的一种,极地涡旋分裂成两个较小的‘子’涡旋。”

“这些极地涡旋带来的极端寒冷的天气是一个鲜明的提醒,我们的天气可以多么突然地逆转。即使气候变化使我们的星球变暖,这些事件仍然会发生,这意味着我们必须适应越来越极端的温度范围,”丹·米切尔说,大气科学副教授布里斯托大学也是这项研究的合著者。

“我们的研究首次量化了平流层突然变暖(SSW)事件之后,我们可能会在什么时候出现极端表面天气的可能性。这些影响各不相同,但重要的是,在平流层极地涡旋分裂成两部分后,影响会出现得更快、更强,正如目前正在展开的事件所预测的那样。尽管如此进步的机制仍存在许多问题,导致这些戏剧性事件,以及它们如何影响表面,所以这是一个令人激动的和重要的未来的研究领域,”威廉Seviour博士说,数学系高级讲师和全球系统研究所的埃克塞特大学和该研究的作者之一。

参考:Richard J. Hall, Daniel M. Mitchell, William J. m Seviour和Corwin J. Wright, 2020年12月25日,《追踪平流层突然变暖对平流层到表面的影响》地球物理研究杂志
jd033881 DOI: 10.1029/2020

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