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全球變暖將導致西太副高增強還是減弱?
西太副高是決定東亞夏季副熱帶雨帶和西北太平洋臺風路徑的關鍵環流系統。1970年代末東亞夏季雨帶的年代際轉型在很大程度上受到了西太副高的影響。在人為溫室氣體排放的強迫下,全球氣溫在升高的同時大尺度大氣環流也正在發生微妙的變化。然而目前尚不清楚全球變暖如何影響西太副高的強度。針對全球變暖對西太副高的影響,我所季風團隊與中國科學院大氣物理研究展開了合作研究。

西太副高是決定東亞夏季副熱帶雨帶和西北太平洋臺風路徑的關鍵環流系統。1970年代末東亞夏季雨帶的年代際轉型在很大程度上受到了西太副高的影響。在人為溫室氣體排放的強迫下,全球氣溫在升高的同時大尺度大氣環流也正在發生微妙的變化。然而目前尚不清楚全球變暖如何影響西太副高的強度。針對全球變暖對西太副高的影響,我所季風團隊與中國科學院大氣物理研究展開了合作研究。

CMIP5模式對多個環流指標的預估結果一致顯示,夏季對流層中層的西太副高隨著變暖而明顯減弱東退(圖1),伴隨著東亞副熱帶雨帶的向東擴展。西太副高環流的減弱主要來自其北側西風減弱的貢獻,而太平洋信風減弱的貢獻較小(圖2a)。增暖幅度的空間差異可以很好地解釋對流層中層西太副高的減弱。在副高南側,由于赤道波動的“攪拌”作用,增暖幅度在水平方向上較為均勻;而在西太副高北側,緯度越高增暖越強,導致對流層南暖北冷的經向溫度梯度削弱(圖2b)。根據熱成風原理,副高北側的對流層中層西風顯著削弱,進而使西太副高的反氣旋環流減弱。上述成果發表于Scientific Reports。

與對流層中層不同的是,多模式集合平均預估的對流層低層西太副高強度變化接近于0,并且預估結果的模式間差異很大。針對模式間差異的診斷分析和數值試驗表明,對流層低層西太副高的變化取決于熱帶印度洋和熱帶太平洋的相對增暖幅度。熱帶印度洋增暖幅度大于(小于)熱帶太平洋的模式傾向于預估低層西太副高增強(減弱)。上述成果發表于Journal of Climate。

值得注意的是,全球變暖導致的位勢高度整體抬升是空氣熱力膨脹的結果,并不意味著高壓增強、低壓減弱。事實上,環流決定于位勢高度的梯度,而非位勢高度本身。在變暖背景下,采用渦動位勢高度衡量西太副高的強度更為合理。

 

文章信息:

He C, Zhou T, Lin A, Wu B, Gu D, Li C, Zheng B (2015) Enhanced or Weakened Western North Pacific Subtropical High under Global Warming? Scientific Reports. doi:10.1038/srep16771

 

He C, Zhou T (2015) Responses of the Western North Pacific Subtropical High to Global Warming under RCP4.5 and RCP8.5 Scenarios Projected by 33 CMIP5 Models: The Dominance of Tropical Indian Ocean–Tropical Western Pacific SST Gradient. J Climate, 28 (1):365-380. doi:10.1175/jcli-d-13-00494.1

 

文章鏈接:

http://www.nature.com/articles/srep16771

http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JCLI-D-13-00494.1

 

圖1相對于歷史氣候模擬試驗的20世紀后半葉,RCP8.5試驗的21世紀后半葉預估的西北太平洋500hPa位勢高度(填色)、風場(矢量)變化。打點區域表示預估的風場變化達到了75%的模式間一致性。藍色實線和藍色虛線分別表示歷史氣候模擬試驗中渦動位勢高度和渦動流函數的零線,紅色實線和紅色虛線分別表示RCP8.5試驗中渦動位勢高度和渦動流函數的零線。

 

圖2 西北太平洋120-180平均的緯向風(左圖)和溫度(右圖)變化量的緯度—高度剖面。左圖中黑色實現是信風與西風的交界面,表示西太副高脊面;網格線表示模式間一致性超過75%。右圖中黑色等值線為氣候態等溫線;由于所有區域的溫度的上升均超過了75%的模式間一致性,故省略了白色網格線。

作者:www.itmm.gov.cn   編輯:www.itmm.gov.cn   來源:www.itmm.gov.cn   時間:2015/11/30 10:05:08   點擊率:15452  
 
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