高精全球氣候模型有助改善天氣預(yù)報(bào)

首次再現(xiàn)平流層赤道準(zhǔn)兩年周期性振蕩崩潰

日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)、夏威夷大學(xué)和牛津大學(xué)的聯(lián)合研究小組利用他們開發(fā)的高解析度全球氣候模型,首次在實(shí)驗(yàn)室成功再現(xiàn)了2015—2016年發(fā)生的平流層赤道準(zhǔn)兩年周期性振蕩(QBO)的崩潰。該模型有助改善熱帶和中緯度地區(qū)的季節(jié)性天氣預(yù)報(bào)。

QBO是赤道下部平流層(高度約16～30 km)平均東西風(fēng)在大約28個(gè)月時(shí)間內(nèi),逐漸改變風(fēng)向的準(zhǔn)周期性振蕩現(xiàn)象。自1950年在赤道地區(qū)進(jìn)行無線電探空觀測(cè)開始,60多年以來,在西風(fēng)上方形成東風(fēng)、東風(fēng)上方形成西風(fēng)的現(xiàn)象無限期地重復(fù)出現(xiàn)。鑒于這種有序的行為,近年越來越多的研究報(bào)告認(rèn)為,QBO是提高熱帶和中緯度地區(qū)季節(jié)預(yù)報(bào)精度的重要因素,科學(xué)家正努力把QBO納入季節(jié)預(yù)報(bào)系統(tǒng)當(dāng)中。

但這個(gè)周期在2015—2016年冬季突然發(fā)生崩潰,包括QBO研究專家在內(nèi)的世界各地氣象組織都沒有預(yù)見到這一現(xiàn)象。

研究小組利用超級(jí)計(jì)算機(jī)“地球模擬器”進(jìn)行最新的高分辨率全球氣候模擬,成功再現(xiàn)了這次QBO崩潰事件,并找出了崩潰的直接原因。他們發(fā)現(xiàn),這是受北半球副熱帶平流層?xùn)|西風(fēng)結(jié)構(gòu)的影響,折射傳播的大氣波動(dòng)集中作用在包括QBO在內(nèi)的赤道平流層約幾公里厚的狹窄高度范圍內(nèi)所致。

研究結(jié)果表明,如果使用更精確的模型,可能提前至少一個(gè)月或更長時(shí)間預(yù)見到觀測(cè)史上第一次QBO崩潰。此外,即使在QBO崩潰這種史無前例的情況下,亦可通過該模型的預(yù)測(cè)改善季節(jié)預(yù)報(bào)。

研究成果發(fā)表于近日的美國《地球物理研究通訊》上。