大氣所發現近30年太平洋沃克環流在增強和西移---中國科學院
2020-11-26 中國科學院大氣所發現近30年太平洋沃克環流在增強和西移
2016-05-05 大氣物理研究所
語音播報
沃克環流是重要的熱帶大氣環流系統，它的變化能夠通過遙相關型，對熱帶乃至全球許多地方的氣候異常產生顯著影響。全球增暖背景下的沃克環流變化，是當前國際氣候學界關注的熱點話題。圍繞著沃克環流對全球增暖的響應、沃克環流的年代際變化及其機理等問題，國際學術界正在進行著激烈的爭論。迄今為止，國際科學界關注的重點是沃克環流強度的變化，很少有研究從三維空間結構的角度，討論沃克環流的整體變化特徵。
最近，圍繞著近30年太平洋沃克環流空間結構的變化問題，中國科學院大氣物理研究所博士研究生馬雙梅和研究員周天軍，利用緯向質量流函數來直觀地刻畫赤道太平洋沃克環流的整體結構特徵（圖2）。他們比較了現有的7套再分析資料所揭示的沃克環流的變化特點，指出近30年（1979~2012年）太平洋沃克環流的強度在顯著增強、中心位置在顯著西移；就7套資料的平均結果而言，沃克環流的增強趨勢是每10年增強15.08%、中心位置西移趨勢每10年3.708個經度（圖3）。為了揭示造成上述沃克環流變化的機理，他們進一步分析了26個CMIP5模式的AMIP試驗（即利用觀測的歷史海溫來驅動大氣模式）結果，發現多模式集合的結果能夠再現觀測的沃克環流變化特點，而類La Nina型的冷海溫異常是造成近30年太平洋沃克環流變化的強迫因子。
以上成果於2016年發表於Journal of Climate。
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圖1 太平洋沃克環流示意圖
圖2 熱帶太平洋沃克環流的氣候態緯向垂直剖面圖。（a）20CR，（b）ERAIM，（c）JRA25，（d）JRA55，（e）MERRA，（f）NCEP1，（g）NCEP2和（h）7套再分析的集合平均。填色和等值線表示緯向質量流函數，矢量是垂直速度和緯向輻散風的合成。
圖3 1979-2012年，赤道太平洋上空年平均緯向質量流函數的氣候態（等值線）和線性趨勢（填色）。（a）20CR，（b）ERAIM，（c）JRA25，（d）JRA55，（e）MERRA，（f）NCEP1，（g）NCEP2和（h）7套再分析的集合平均。黑色打點表示線性趨勢通過5%顯著性水平。
沃克環流是重要的熱帶大氣環流系統，它的變化能夠通過遙相關型，對熱帶乃至全球許多地方的氣候異常產生顯著影響。全球增暖背景下的沃克環流變化，是當前國際氣候學界關注的熱點話題。圍繞著沃克環流對全球增暖的響應、沃克環流的年代際變化及其機理等問題，國際學術界正在進行著激烈的爭論。迄今為止，國際科學界關注的重點是沃克環流強度的變化，很少有研究從三維空間結構的角度，討論沃克環流的整體變化特徵。
最近，圍繞著近30年太平洋沃克環流空間結構的變化問題，中國科學院大氣物理研究所博士研究生馬雙梅和研究員周天軍，利用緯向質量流函數來直觀地刻畫赤道太平洋沃克環流的整體結構特徵（圖2）。他們比較了現有的7套再分析資料所揭示的沃克環流的變化特點，指出近30年（1979~2012年）太平洋沃克環流的強度在顯著增強、中心位置在顯著西移；就7套資料的平均結果而言，沃克環流的增強趨勢是每10年增強15.08%、中心位置西移趨勢每10年3.708個經度（圖3）。為了揭示造成上述沃克環流變化的機理，他們進一步分析了26個CMIP5模式的AMIP試驗（即利用觀測的歷史海溫來驅動大氣模式）結果，發現多模式集合的結果能夠再現觀測的沃克環流變化特點，而類La Nina型的冷海溫異常是造成近30年太平洋沃克環流變化的強迫因子。
以上成果於2016年發表於Journal of Climate。
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圖1 太平洋沃克環流示意圖
圖2 熱帶太平洋沃克環流的氣候態緯向垂直剖面圖。（a）20CR，（b）ERAIM，（c）JRA25，（d）JRA55，（e）MERRA，（f）NCEP1，（g）NCEP2和（h）7套再分析的集合平均。填色和等值線表示緯向質量流函數，矢量是垂直速度和緯向輻散風的合成。
圖3 1979-2012年，赤道太平洋上空年平均緯向質量流函數的氣候態（等值線）和線性趨勢（填色）。（a）20CR，（b）ERAIM，（c）JRA25，（d）JRA55，（e）MERRA，（f）NCEP1，（g）NCEP2和（h）7套再分析的集合平均。黑色打點表示線性趨勢通過5%顯著性水平。
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新生代太平洋沃克環流的演變和機理
太平洋沃克環流，是因赤道太平洋地區東西向海表溫度差異（赤道西太平洋表面偏暖，而赤道東太平洋表面偏冷），而產生的閉合緯向環流圈。過去6500萬年中，隨著海陸分布和CO2濃度的變化，沃克環流是如何變化的？現代沃克環流格局是怎樣形成的？這些仍是沒有解決的科學問題。 -
沃克環流與厄爾尼諾(拉尼娜)現象(附專題設計)
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厄爾尼諾、拉尼娜、沃克環流、洪澇與乾旱災害
①厄爾尼諾，即太平洋中部和東部異常增溫，導致太平洋東部魚類和鳥類減少，太平洋東部洪澇、西部乾旱；②厄爾尼諾的形成過程為：東南信風減弱，因此南赤道暖流減弱（暖流由東向西流動，減弱），因此東部深層海水（溫度低）的上湧補充也減弱，不能將營養物質帶到表層海水，導致魚類鳥類缺少餌料。 -
【地理備考】沃克環流、厄爾尼諾及拉尼娜現象對我國的影響
對應這兩個海域上空的大氣也存在溫差，東邊的溫度低、氣壓高，冷空氣下沉後向西流動；西邊的溫度高、氣壓低，熱空氣上升後轉向東流，這樣，在太平洋中部就形成了一個海平面冷空氣向西流，高空熱空氣向東流的大氣環流（沃克環流），這個環流在海平面附近就形成了東南信風。但有些時候，這個氣壓差會低於多年平均值，有時又會增大，這種大氣變動現象被稱為「南方濤動」。 -
高中地理——每日講1題(厄爾尼諾、拉尼娜、沃克環流、洪澇)
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海洋所等發表太平洋環流與氣候研究評述文章
6月18日，中國科學院院士、中國科學院海洋研究所研究員胡敦欣領銜17位國內外海洋學家和氣候學家合作撰寫的《太平洋西邊界流及其氣候效應》評述文章在《自然》雜誌正式發表。這是《自然》雜誌首次發表有關太平洋環流與氣候研究的評述性文章，也是中國在該雜誌發表的首篇海洋領域綜述文章。 -
研究揭示南海水文變化與太平洋沃克環流關聯
4月26日，《自然—通訊》（Nature Communications）發表了中國科學技術大學極地環境研究室孫立廣課題組的研究論文《過去千年南海水文變化與太平洋沃克環流變化以中國科大2008級博士生、教育部博士生學術新人獎獲得者晏宏為第一作者的這篇論文，對南海地區過去千年降雨變化進行了研究並對熱帶太平洋地區世紀尺度的氣候變化機制提出了新的認識。 在國家自然科學基金重點項目的連續支持下，孫立廣課題組過去八年中在南海西沙群島進行了兩次科學考察，採集了多個時間跨度超過千年的沉積柱，據此進行了古降雨記錄重建。 -
我國研究揭示南海千年氣候變化與太平洋沃克環流的關聯
新華網合肥４月２８日電（記者 熊潤頻）記者從中國科學技術大學獲悉，英國自然出版集團發行的子刊《自然·通訊》雜誌２６日發表了中國科學技術大學極地環境研究室孫立廣課題組的研究論文《過去千年南海水文變化與太平洋沃克環流變化》。 -
「西太平洋海洋環流與氣候-過去、現在與未來」鰲山論壇舉辦
隨後，國內外海洋與大氣領域的20餘名權威專家以「西太平洋海洋環流與氣候」為主題，圍繞海洋環流的結構與變異規律、中小尺度海洋動力過程以及暖池區海氣相互作用三個方向進行了精彩的報告，並和與會專家進行了深入討論和交流。 -
太平洋低緯度西邊界環流系統與暖池低頻變異研究啟動會舉行
2月13日，以中國科學院海洋研究所胡敦欣院士為項目負責人的國家自然科學基金重大項目「太平洋低緯度西邊界環流系統與暖池低頻變異研究」啟動會在青島舉行。國家自然科學基金委員會地學部常務副主任柴育成，中國科學院資環局副局長常旭，中科院海洋所胡敦欣院士，國家海洋局第二海洋研究所蘇紀蘭院士、陳大可研究員，中科院大氣物理研究所穆穆院士，中國海洋大學校長吳德星教授，南京信息工程大學孫照渤教授等項目學術專家組成員出席了啟動會。 -
南方雪災的三重門——拉尼娜、大氣環流異常和全球變暖
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大氣環流三型分解——用全球視角描述大氣運動
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海洋氣象▏厄爾尼諾現象、沃克環流的影響分析
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太平洋已經持續降溫，超級計算機：拉尼娜極有可能偏強
Niño3.4海區的表層海水溫度比1986-2015年這30年的的平均溫度大約低了0.8°，並且連續三個月平均的Niño3.4指數為-0.6°，這表明拉尼娜確實已經形成，而且對比9月份的相關數據不難發現，拉尼娜很可能會繼續增強，持續整個冬季的概率由此前9月份的75%的概率提高到現在的85%，按照這個趨勢發展下去2020拉尼娜的對全球氣候的影響預計在今年冬季達到頂峰。 -
太平洋深處持續降溫，超級計算機：拉尼娜可能偏強
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沃克環流——每日一練
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海洋所提出印度洋偶極子影響太平洋演變「海洋通道」機制
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陳廣庭:大氣環流西風帶北移是甘肅民勤黑風暴成因
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自然資源部海洋一所科研人員在西北太平洋大氣次季節變率研究中...
圖1 赤道西太平洋準雙周變率維持機理示意圖。a（b）表示對流正（負）異常位於西太平洋，紅（藍）柱表示水汽正（負）異常。當對流正異常位於赤道西太平洋時（圖1a），赤道上伴隨著Walker環流形式的異常運動和偶極子型水汽分布，異常環流的跨度大約40°。在穩定的信風作用下，東側的水汽負異常被不斷向西輸送，並在到達西太平洋時激發對流負異常，促成相反形式的環流異常（圖1b）。由於該區域信風的平均速度大約為5°/天，這意味著西太平洋對流位相轉換需要8天左右，亦即16天完成周期振蕩，這恰與準雙周頻率相吻合。 -
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