高精全球气候模型有助改善天气预报

首次再现平流层赤道准两年周期性振荡崩溃

日本海洋研究开发机构、夏威夷大学和牛津大学的联合研究小组利用他们开发的高解析度全球气候模型,首次在实验室成功再现了2015—2016年发生的平流层赤道准两年周期性振荡(QBO)的崩溃。该模型有助改善热带和中纬度地区的季节性天气预报。

QBO是赤道下部平流层(高度约16～30 km)平均东西风在大约28个月时间内,逐渐改变风向的准周期性振荡现象。自1950年在赤道地区进行无线电探空观测开始,60多年以来,在西风上方形成东风、东风上方形成西风的现象无限期地重复出现。鉴于这种有序的行为,近年越来越多的研究报告认为,QBO是提高热带和中纬度地区季节预报精度的重要因素,科学家正努力把QBO纳入季节预报系统当中。

但这个周期在2015—2016年冬季突然发生崩溃,包括QBO研究专家在内的世界各地气象组织都没有预见到这一现象。

研究小组利用超级计算机“地球模拟器”进行最新的高分辨率全球气候模拟,成功再现了这次QBO崩溃事件,并找出了崩溃的直接原因。他们发现,这是受北半球副热带平流层东西风结构的影响,折射传播的大气波动集中作用在包括QBO在内的赤道平流层约几公里厚的狭窄高度范围内所致。

研究结果表明,如果使用更精确的模型,可能提前至少一个月或更长时间预见到观测史上第一次QBO崩溃。此外,即使在QBO崩溃这种史无前例的情况下,亦可通过该模型的预测改善季节预报。

研究成果发表于近日的美国《地球物理研究通讯》上。