极地低涡(简称极涡)是高纬度海洋上空强烈的中尺度气旋,对高纬度沿海地区构成极大危害。为更好地理解极涡活动,改进极涡的预报效果,进而降低风暴危害,本研究关注1979 -2016年冷季(10月至次年4月)北大西洋上空近1700个极涡气候特征,发现北大西洋涛动(NAO)天气型下极涡活动频繁,斯堪地纳维亚阻塞(Scandinavian Blocking)天气型下极涡不活跃。极涡移动主要受对流层低层环境气流控制,在450 km半径范围内定义了950 ~ 550 h Pa平均风作为最佳引导气流,可以较好地表征极涡移动。进一步利用线性回归混合模型的聚类分析识别出四种不同类型的极涡路径,分别为东北向移动(NE)、东向移动(E)、南向移动(S)和无主导方向的慢速移动(SM)。极涡在12月至次年3月出现频率较高,在1月达到峰值。在所有月份中,“SM”型极涡占比最大,“NE” 型极涡占比最小,而“S”型极涡的占比在过渡季10月和4月显著增加。极涡平均位于急流北侧的天气尺度气旋内,其相对天气尺度气旋的不同位置可以很大程度解释不同路径类型的极涡传播方向。此外,风切方向也与不同极涡传播方向密切相关,其中对于“NE”型极涡,极涡传播方向与平均垂直风切方向一致。而对于“S”型极涡,极涡传播方向与平均垂直风切方向相反。
该成果以“Polar Low Motion and Track Characteristics over the North Atlantic”为题的研究论文于今年近日在《Journal of Cimate》杂志发表,郑州大学地球科学与技术学院作为第一完成单位,闫梓宇老师作为第一作者,美国伊利诺伊大学Zhuo Wang教授作为通讯作者,科罗拉多大学Melinda Peng教授和南京信息工程大学葛旭阳教授作为合作作者共同完成,该研究得到灾害天气国家重点实验室开放基金项目(2022LASW-B08)和美国海军研究办公室(N000141812216)等项目资助。
论文链接:https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/36/13/JCLI-D-22-0547.1.xml
图1极涡生成位置a)极涡传播速度的概率分布b)以及极涡移动矢量的概率分布c)
图2不同路径类型的极涡在生成时刻的合成背景场(浅灰色矢量:950-550 hPa平均水平风;玫红色等值线:700 hPa风速;深灰色等值线:700 hPa位势高度;绿色圆点:极涡的平均生成位置;红色箭头:平均移速;绿色箭头:平均最佳引导气流)