北大西洋涛动(NAO)是北半球热带外大气环流年际变率的主导模态,其对于全球天气、气候存在明显的影响。以往许多的研究解释了NAO对同期青藏高原(简称高原)降水的影响,但很少关注前期NAO对高原降水的影响。近日,硕士研究生杨铖(第一作者)在导师周顺武教授的指导下,探讨了前期(5月)NAO对高原初夏(6月)降水南北反相分布及其年代际变化的影响机理,相关成果发表在《Atmospheric Research》上,该研究得到了国家自然科学基金重点项目(42030602)的资助。
研究发现,NAO与高原初夏降水的关系在21世纪初经历了显著的年代际变化:在1980-2000年期间二者呈显著正相关,而在2001-2019年期间二者相关关系显著减弱(图1)。其可能机制为:2000年以前5月NAO可诱发从西北大西洋东传至高原的丝绸之路遥相关(SRP)波列,且该波列能够稳定维持到6月(图2),诱发出高原东(西)部的反气旋(气旋)式环流,对应200 hPa西风非对称分布模态,同时高原西南侧的500 hPa西风正异常,加强了南部西风槽并通过槽前偏南风引导南边界水汽北抬,东北侧反气旋底部的西风负异常抑制了气候上北部水汽向东输出,有利于高原北(南)部出现水汽通量辐合(辐散),而水汽通量辐合辐散通过向下的长波辐射造成向土壤的感热异常(图3),进而影响高原初夏的降水分布。
图1 NAO(橙色实线)和高原初夏降水EOF第一模态时间序列Precip_EOF1(蓝色实线)的变化曲线(a)及二者的21 a滑动相关(b)
(图a中**表示相关系数通过95%显著性检验,图b中红色虚线和黑色实线分别表示95%显著性水平线和滑动相关系数)
图2 2000年前(a,c)后(b,d)NAO回归的5月(a,b)和6月(c,d)200 hPa涡度(填色,单位:10-5s-1)和波活动通量(矢量,单位:m2·s-2)(图中打点表示涡度通过95%显著性检验)
图3 影响5月NAO与青藏高原初夏降水关系年代际变化的可能机制示意图;红蓝色环状箭头分别表示反气旋和气旋,黑色箭头表示罗斯贝波传播路径,红色波浪箭头表示感热异常引起的上升运动,橙色箭头表示经向水汽输送,蓝色阴影表示西北大西洋冷海温
文章信息:
Cheng Yang, Yang Sun, Zhongren Deng*, Shunwu Zhou*, Lunzhu Danzeng. 2024: An Interdecadal Change in the Relationship between May North Atlantic Oscillation and Early Summer Precipitation over the Tibetan Plateau around the late 1990s. Atmo. Res. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2023.107178