Impacts of the extratropical North Pacific on boreal summer Arctic circulation

北极夏季大气环流的一个显着特征是以北冰洋为中心的异常反气旋环流,与北极增暖存在紧密的联系.先前的研究已将其形成的潜在机制与早春欧亚融雪,热带太平洋海表温度异常联系起来.本研究发现北极夏季反气旋环流异常与春季副热带北太平洋海表温度异常(SSTA)存在显着联系,表明副热带北太平洋与北极之间存在遥相关.该SSTA的特点是北太平洋中纬度地区有暖的SSTA,周围有明显的冷SSTA,类似于太平洋年代际振荡(PDO)的负位相,但热带地区没有明显的信号(本研究称之为类负位相PDO).5月份,这种类负位相PDO可以激发从白令海传播到北极的罗斯贝波,导致北极出现反气旋环流异常.这种反气旋环流异常可以持续到夏季.同时,这种类负位相PDO的SSTA可以持续到夏季,并在夏季引起白令海上空的低压异常.这种低层的低压异常会导致异常的上升运动,并引起高层的辐散异常,从而进一步加剧夏季北极对流层上层的反气旋环流异常.这种反气旋环流异常可迫使北极上空出现异常绝热下沉运动,导致北极出现显著的绝热加热.于是,北极上空出现显著的暖异常,其暖中心位于北极对流层中部.数值模拟试验证实了5月份类负位相PDO的SSTA与夏季北极反气旋...     

一个观察北极涛动与北大西洋涛动关系的典型个例

北极涛动与大西洋涛动是否属同一气候变率模态一直是北极涛动动力学研究方面的一个颇具争议的话题。文中通过对"0801南方雪灾"期间及其前后北极涛动与北大西洋涛动异常及产生原因进行个例分析,对两者之间的关系进行了讨论。首先使用交叉子波变换与子波相关方法分析了两者的相位关系。发现在30—60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动相位相差90°或-90°。而在10 20天这一尺度上北极涛动与北大西洋涛动具有大致相同的相位。对北极涛动及北大西洋涛动形成的动力过程及其在拉尼娜背景下各自特点的分析表明,这种不同尺度上位相关系的差异来自于波-流相互作用动力学的局域性。众所周知,北极涛动的3个活动中心的形成与分别位于北大西洋、北太平洋和北极平流层的3个波流相互作用中心有关。而北大西洋涛动则主要与位于北大西洋的波-流相互作用中心有关。拉尼娜事件的出现通过影响太平洋急流及行星尺度的准定常波从而进一步强化了30-60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动的这种差异。这主要是因为太平洋急流或准定常行星波在对流层中直接影响了位于该区域的北极涛动的活动中心。同时准定常行星波冬季向上传播至平流层并与平流层极涡相互作用从而也影响了北极涛动在北极的活动中心。而在10—20天时间尺度上的北极涛动与北大西洋涛动同步关系则说明它们都是北极涛动的另一活动中心即大西洋上同一波-流相互作用现象——天气波破碎的反映。基于上述分析.文中倾向于认同将北极涛动和北大西洋涛动区别考虑的观点。     

FGOALS_gg1.1极地气候模拟

对中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室发展的气候系统模式FGOALS_g1.1的极地气候模拟现状进行了较为全面的评估.结果表明,FGOALS_g1.1对南北极海冰的主要分布特征、季节变化和年代际变化趋势具有一定的模拟能力.但也注意到,与观测相比,模式存在以下几方面的问题:(1)模拟的海冰总面积北极偏多,而南极偏少.北极,北大西洋海冰全年明显偏多;夏季,西伯利亚沿海海冰偏多,而波弗特海海冰偏少.南极,威德尔海和罗斯海冬季海冰偏少.南北极海冰边缘都存在异常的较大范围密集度很小的碎冰区,夏季尤为显著.(2)海冰流速在南北极海冰边缘和南极大陆沿岸附近较大.北极,模式没能模拟出波弗特涡流,并且由于模式网格中北极点的处理问题,造成其附近错误的海冰流场及厚度分布.这些海冰偏差与模式模拟的大气和海洋状况有着密切的联系.进一步分析表明,FGOALS_g1.1模拟的冰岛低压和南极绕极西风带明显偏弱,其通过大气环流和海表面风应力影响向极地的热量输送,在很大程度上导致上述的海冰偏差.此外,耦合模式中大气-海冰-海洋的相互作用可以放大子模式中的偏差.     

北极涛动与北大西洋涛动的差异

根据北极涛动和北大西洋涛动指数的时间序列,选取两者差异较大的13个年份进行合成分析。结果表明：除北太平洋地区外,北极涛动与北大西洋涛动差异最显著的区域是西欧-地中海区域和亚洲东北部地区。北极涛动高指数阶段,对流层中层为纬向二波的驻波型,分别对应于极地-欧亚遥相关型和太平洋-北美遥相关型。同时,纬向平均纬向风偶极型使西风急流向极地偏移,与增强的中纬度经圈环流相互作用,引导对流层上层异常信号向下传播,形成高低空耦合机制。进一步分析发现,这种中纬度经圈环流异常和高低空耦合形势的差异主要表现在欧亚大陆地区;在北大西洋区域差异并不显著。     

苏联对南北极地区的气象考察

苏联60年来,极地气象学在研究大气现象、大气环流及气候方面,在研究为北极国民经济各部门服务所提出的许多建议方面,在发现和估价可用来为苏维埃人民服务的气候资源方面都取得了显著的成绩.按苏共第25次代表大会的决议,在前所未有的范围内开始进行开发北部自然资源,这使我们获得了对该区域气候和气候资源的认识. 北极地区的整个气象研究是以对最寒冷的天气条件的观测为基础的.例如,北极漂流考察站区域的天气严寒度的年平均系数(用鲍德马纳公式获得)比北半球最冷的点——奥伊米亚康高二倍. 北极的气象研究向来重视实践.在北极,没有任何一个国民经济部门或任何一种人类活动是与气象无关的.我们将北部自然资源应用于国民经济部门越     

全球变暖与地球“三极”气候变化

北极、南极和青藏高原分别是地球的最北端、最南端和海拔最高的高原,被称为地球“三极”。地球三极是全球气候变化的关键区与敏感区,在区域及全球气候系统中的重要性日益凸显。本文回顾了该领域的最新研究成果,重点阐述了地球三极气候年代际变化的基本特征及其对区域气候的影响,探究了在全球气候变暖背景下地球三极气候变化之间的潜在联系,讨论并展望了未来地球三极气候变化研究所面临的挑战。     

北极苔原和海冰地区边界层物理过程观测研究

国家自然科学基金重点项目"北极苔原和海冰地区边界层物理过程的观测研究",通过了国家自然科学基金委员会地球科学部组织的专家组的质疑、答辩和验收.     

北极地区的变化影响大气、海洋及其间所有事物

北极是地球上一个特别而脆弱的地区,北极地区的气候变化比地球上任何其他地方都要快而且影响范围大。尽管2009年夏季海冰比2008年和2007年多一些,科学家还是发现,与5年前相比,在北极发生了剧烈的变化,变化速率比预期快。这些发现发表在2009年10月22日更新的“Arctic Report Card”,内容包括：     

大气环流对北大西洋湾流区海温“再现”的响应

利用全球海洋—大气快速耦合模式（Fast Ocean-Atmosphere Model,FOAM）,采用模式中的初值方法,研究了湾流区海温再现过程及其对北半球大气环流和气候的影响。FOAM模式很好地模拟了北大西洋湾流区的海温＂再现＂过程,模式中海面热通量异常与SST异常表现出不同步的响应特征。海面热通量异常在初冬季节达到最大值,而SST异常滞后,在冬季晚期达到最大值,从而在初冬和晚冬对北半球大气环流造成不同的影响。初冬季节北半球大气环流主要受海洋热通量异常的强迫,在北大西洋和北太平洋上空呈现相当正压的异常低压槽响应,北极地区为异常高压脊,类似北极涛动的负位相,可能造成欧洲南部和北非大陆气温偏高,亚洲大陆气温偏低。而晚冬季节北半球大气环流主要受SST异常的驱动,在北大西洋和北太平洋上空表现为相当正压的异常高压脊响应,北极地区为异常低压槽,类似北极涛动的正位相,可能造成欧洲南部和北非大陆气温偏低,亚洲大陆气温偏高,中国东部降水异常偏多30%左右。北太平洋大气环流的异常由北大西洋湾流区海洋热通量和SST异常强迫下游大气环流所激发,进一步通过Rossby驻波的能量频散东传至北太平洋而造成的。     

瑞典科学家提出北极地表升温新解

瑞典科学家2008年1月4日刊登在《自然》杂志上的一项研究报告指出,北极冰帽的迅速融化可能是地球北极地区上窄堆积的大气热气层受干扰所致。这项研究成果为北极地表温度上升提供了新解释。     

FGOALS_g1.1极地气候模拟

对中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室发展的气候 系统模式FGOALS-g1.1的极地气候模拟现状进行了较为全面的评估。结果表明,FGOALS- g1.1对南北极海冰的主要分布特征、季节变化和年代际变化趋势具有一定的模拟能力。但也 注意到,与观测相比,模式存在以下几方面的问题：(1) 模拟的海冰总面积北极偏多,而南 极偏少。北极,北大西洋海冰全年明显偏多;夏季,西伯利亚沿海海冰偏多,而波弗特海 海冰偏少。南极,威德尔海和罗斯海冬季海冰偏少。南北极海冰边缘都存在异常的较大范 围密集度很小的碎冰区,夏季尤为显著。(2) 海冰流速在南北极海冰边缘和南极大陆沿岸附 近较大。北极,模式没能模拟出波弗特涡流,并且由于模式网格中北极点的处理问题,造成 其附近错误的海冰流场及厚度分布。这些海冰偏差与模式模拟的大气和海洋状况有着密切的 联系。进一步分析表明,FGOALS-g1.1模拟的冰岛低压和南极绕极西风带明显偏弱, 其通过大气环流和海表面风应力影响向极地的热量输送,在很大程度上导致上述的海冰偏差 。此外,耦合模式中大气-海冰-海洋的相互作用可以放大子模式中的偏差。     

2015/2016年冬季北极涛动异常活动及其对我国气温的影响

2015/2016年冬季,北极涛动(AO)季内变化特征明显。2015年12月,AO处在正位相,而到了2016年1月AO突然由正位相转为强负位相,导致极区冷空气南下,北半球和我国气温由暖转冷。AO由正位相转为负位相主要与北大西洋强风暴活动有关。2015年12月末,北大西洋上空有一气旋式强风暴出现,强风暴东侧西南气流将北大西洋上空大量的暖湿空气带向北极,导致北极气温迅速升高。北极气温迅速升高使得极区的位势高度场由偏低转为偏高,是导致AO由12月的正位相转为1月负位相的主要原因。     

冬季北极涛动对西伯利亚高压、东亚冬季风以及海冰范围的可能影响

利用NCEP／NCAR月平均再分析资料（1958－1997），月平均海表面温度资料（1950－1992）以及月的海冰密集度资料（1953－1995），研究了冬季北极涛动与西伯利亚高压、东亚冬季风以及巴伦支海海冰范围之间的联系。研究结果表明，冬季北极涛动不仅影响北极和北大西洋区域气候变化，并且可能影响冬季西伯利亚高压，进而影响东亚冬季风。当冬季北极涛动处于正位相时，冬季西伯利亚高压和东亚冬季风都偏弱，在西伯利亚南部和东亚沿岸，包括中国东部、韩国和日本，从地表面到对流层中部气温偏高0.5-2℃。当冬季北极涛动处于负位相时，结果正相反。研究结果还表明，冬季西伯利亚高压对北极以及北大西洋区域气候变化没有显的影响，与北极涛动的影响相比，西伯利亚的影响强度和范围明显偏弱。研究进一步揭示了冬季北极涛动可能影响西伯利亚高压的可能机理。冬季西伯利亚高压与动力过程以及从地表面到对流层中部的气温变化有密切的关系。西伯利亚高压的西部变化主要依赖于动力过程，而其东部与气温变化更为密切。冬季西伯利亚高压的维持主要依赖于对流层中的下沉气流，这种下沉气流源于北大西洋区域，其变化受到北极涛动的影响。当冬季北极涛动处于正（负）位相时，气流的下沉运动明显减弱（增强），进而影响冬季西伯利亚高压。此处，冬季北极涛动对同时期的巴伦支海海冰范围有显的影响。     

北极海冰变化的时间和空间型

利用 4 4a(195 1～ 1994年 )北极海冰密度逐月资料 ,分析提出了一种与北极冰自然季节变化相吻合的分季法 ,并根据这种分季法 ,使用EOF分解 ,揭示了北极各季海冰面积异常的特征空间型及其对应的时间变化尺度。结果表明 :(1)北极冰面积异常变化的关键区 ,冬季 (2～ 4月 )主要位于北大西洋一侧的格陵兰海、巴伦支海和戴维斯海峡以及北太平洋一侧的鄂霍次克海和白令海 ,夏季 (8～ 10月 )则主要限于从喀拉海、东西伯利亚海、楚科奇海到波佛特海的纬向带状区域内 ,格陵兰海和巴伦支海是北极海冰面积异常变化的最重要区域 ;(2 )春 (5～ 7月 )、秋 (11月～次年 1月 )季各主要海区海冰面积异常基本呈同相变化 ,夏季东西伯利亚海、楚科奇海、波佛特海一带海冰面积异常和喀拉海呈反相变化 ,而冬季巴伦支海、格陵兰海海冰面积异常和戴维斯海峡、拉布拉多海、白令海、鄂霍次克海的海冰变化呈反相变化 ;(3)北极冰总面积过去 4 4a来确实经历了一种趋势性的减少 ,并且叠加在这种趋势变化之上的是年代尺度变化 ,其中春季 (5～ 7月 )海冰面积异常变化对年平均北极冰总面积异常变化作出了主要贡献 ;(4)位于北太平洋一侧极冰面积异常型基本具有半年的持续性 ,而位于北大西洋一侧极冰面积异常型具有半年至一年的持续性     

北极大气科学考察

由国家海洋局组织,中国气象局、中国科学院、国土资源部等单位参加的中国首次北极科学考察队由124人组成,于1999年7月1日乘“雪龙号”破冰船从上海出发,7月13日穿过北极圈,最北到达77”N,先后对楚村奇海、北冰洋常年冰区和白令海进行了综合科学考察。考察历时70天,行程14     

2021年全球重大天气气候事件及其成因

2021年全球平均气温较工业化前偏高1.11℃(±0.13℃),为有气象记录以来的第七暖年.全球海洋持续升温,海洋热容量和全球平均海平面高度均创历史新高,南北极海冰覆盖范围较常年偏小.年内,全球各地重大天气气候事件频发,欧亚多地遭受严重暴雨洪涝灾害,北美和亚洲等地发生严重干旱,北大西洋和北印度洋热带气旋异常活跃,欧洲和...     

数字

<正>55°59′N2014年7月20日,中国在北太平洋的第一个海洋浮标,由中国第六次北极科学考察队成功布放,浮标位于55°59′N,172°60′E,该处海域水深3800多米。0.1毫秒法国科学家的一项研究发现,当厄尔尼诺现象出现时,太平洋东部较暖海水使得安第斯山这样的大山脉上空的气压梯度加大,导致地球自转减慢0.1毫秒。     

冬季鄂霍次克海海冰对北太平洋风暴轴年际变化的影响

利用北极海冰密集度资料和NCEP/NCAR再分析资料,运用统计方法讨论了冬季鄂霍次克海及其邻近海区海冰异常与同期北太平洋风暴轴的联系.结果发现:冬季鄂霍次克海西南部海区海冰面积异常与北太平洋海温异常共同作用对北太平洋风暴轴在西北-东南方向的伸缩及强度的年际变化有重要影响;鄂霍次克海东北部及舍列霍夫海海区海冰面积异常与海温异常的共同作用主要影响风暴轴的南北位移和强弱.     

北极海冰消融或加速病原菌传播

正英国自然科研旗下《科学报告》杂志近日发表一项生物学研究指出,气候变化造成的北极海冰减少可能会让感染海洋哺乳动物的病原菌在北大西洋和北太平洋之间更频繁地传播。海冰消融等环境变化不仅会改变动物的行为,还     

夏季进入北极温带气旋的活动特征及其影响因素北大核心

进入北极地区的气旋在移动过程中往往伴有大风、强降水等特征,对北极气候变化有深刻的影响。基于NCEP2再分析资料,识别并跟踪了北半球夏季(6—8月)从中纬度进入北极的温带气旋,考察了其年际变化特征和影响因素。结果表明:1979—2019年夏季进入北极的温带气旋共867个,其中消失在北极边缘区域和中心区域的数量分别为688个和161个,且后者平均强度更大、平均持续时间更长。分区域研究发现,夏季从陆地进入极区的气旋个数较多,而从海洋进入极区的气旋强度更大,活动更为剧烈。对进入北极的气旋年际时间序列进行分析发现,夏季进入北极的气旋个数和强度均存在年际变率,其中气旋个数的年际变率尤为显著。气旋个数年际变率主要周期为5 a,强度的主要周期约为2.7 a。进一步分析发现,引导气流是影响气旋向北移动的重要因素。此外,夏季北大西洋气旋强度与同期北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)指数存在较好相关。研究还表明,进入极区气旋活动的年际变化受大气斜压不稳定性的影响,在北太平洋地区区域平均的Eady增长率与气旋个数和强度的相关性均最强,相关系数分别为0.4和0.5。