风暴轴是中纬度强风、暴雨、暴雪等局地极端天气气候事件的主要驱动者。对风暴轴活动进行有技巧的季节预测具有重大的科学和现实意义。利用逐日再分析资料和最新的集合季节预测系统,该项工作研究了冬季北太平洋和北大西洋风暴轴的年际变率和可预测性。对于两个海盆,风暴轴变率的主模态均是关于风暴轴气候态位置的南北摆动。风暴轴的经向位移模态与中纬度大尺度遥相关型(太平洋-北美型、北大西洋涛动)紧密相连。观测和模式分析表明,北太平洋风暴轴的南北位移模态的主要预测源是与ENSO相关的海表温度异常。对季节预测技巧的评估发现,由于ENSO的作用,冬季北太平洋风暴轴的预测技巧比北大西洋高。
中纬度的次季节-季节(S2S)气候预测是极具挑战的。通常,预测技巧随着预报时效降低。本项研究指出,北太平洋后冬的风暴轴预测技巧反而提高。理解后冬预测技巧提高的原因有利于进一步改善次季节-季节的气候预测能力。通过动力学诊断,研究发现,在厄尔尼诺年份,北太平洋副热带急流向南移动,并且在后冬异常加强,主导了高层环流,进一步引导风暴轴向南移动。北太平洋副热带急流在厄尔尼诺年份的后冬异常偏南偏强是风暴轴后冬预测技巧提高的主要原因。该项研究表明,提高气候模式对背景态副热带西风急流的模拟能力,有利于提高冬季风暴轴及其伴随的极端天气气候事件的预测能力。
发表文献:Nie Yu., Hong-Li. Ren, and Adam Scaife, 2020: Enhanced mid-to-late winter predictability of the storm track variability in the North Pacific as a contrast with the North Atlantic. Environ. Res. Lett., 15, 094037.
(a)Nino3.4指数与北太平洋风暴轴位移指数的逐月相关;(b)北太平洋副热带急流纬度和强度的散点图;(c)Nino3.4指数和北太平洋副热带急流强度的逐月相关系数;(d)北太平洋副热带急流强度和北太平洋风暴轴位移指数的逐月相关系数
(Nie et al., 2020, Environmental Research Letters)
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