地球要变天？重要的大气环流周期50年来首次中断 | Science 论文推荐

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原本稳定的大气环流周期变化“准两年振荡”（QBO）自1960年来，于今年2月首次中断。这永久性地改变了振荡周期，并可能影响着欧洲乃至全球天气模式。研究人员已对原因做出了一些推测，同时怀疑气候变暖是其背后的最根本原因。

去年冬天英国爆发洪水，而今年的气候系统异常现象很可能使北欧再次经历多雨的冬季

主要来源 NERC & Science

编译 刘小鸥

审校 雷文茜

准两年振荡（Quasi-biennial oscillation, QBO）是指赤道附近热带大气平流层的风场方向与强度准周期变化的现象，表现为东风、西风两个相位的交替。它对全球天气变化有着深远影响，尤其为科学家提供了预测欧洲气候的指标。QBO 平均周期为28-29个月，尽管周期长度每次有所波动，但自60年代科学家发现这种现象以来，它总是如约而至，从未“跳票”。

观测到的过去13个 QBO 周期循环的 5°S-5°N 范围月均纬向平均东风垂直分布时间序列，黄色表示东风，蓝色为西风。QBO 周期性十分明显，从未“跳票”。图片来源：论文原文

万万没想到的是，QBO 在今年初破天荒地中断了。

今年2月，科学家们开始注意到一些气象数据的异常。2015年底，一股东风如期开始在西风带上空形成，但随后它突然被下方的一股新的西风切断，使得 QBO 完整周期被破坏。

周期中断的发生出乎所有人意料，甚至在1月，仅一个月之前，都没有任何人预测到。NASA 一组研究人员首先在8月底的《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上报道了 QBO 的中断现象。另一组牛津大学主导的国际研究团队同样注意到了风场与预期模式相反的情况，并找到了其背后可能的原因。他们的研究也已发表于9月8日的《科学》（Science，论文信息见文末）。

中断永久性地改变了振荡周期，并可能影响着下一个冬季的气候。QBO被认为会影响主导着欧洲气候的北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation, NAO）。去年冬季 QBO 的西风相位增强了 NAO，使北欧温暖潮湿，也给英国带来了洪水灾害。而今年底本该出现的东风相位原本可能会给欧洲带去一个干冷的冬季，但目前的情况意味着欧洲很可能要再次经历一个多雨的冬季。

目前认为，中断可能的原因包括去年冬天强烈的厄尔尼诺现象，或是自2013年来北太平洋温暖水团的增长。研究人员计划继续分析相关风场与温度数据，进而确认其背后的原因及影响。

两个研究团队尚未确认气候变化是中断的最根本原因，但他们十分担心这一点。事实上他们已经发现了一些线索——极端气候变暖的模拟结果暗示，每100年间 QBO 中断可达3次。也就是说，如果确实是气候变暖造成了中断，这个“首次”将不会是最后一次。

主要来源

http://www.sciencemag.org/news/2016/09/unprecedented-disruption-atmospheres-pacemaker-foretells-wet-winter-europe

http://phys.org/news/2016-09-unprecedented-atmospheric-behavior-disrupts-earth.html

参考文献

[1] Newman, P. A. et al. (2016). The anomalouschange in the QBO in 2015-2016, GeophysicalResearch Letters, 43(16), pp. 8791-8797. DOI: 10.1002/2016GL070373(Accessed: 14 Spet. 2016);

[2] Stanley,S. (2016) “Mysterious Anomaly Interrupts Stratospheric Wind Pattern”, EOS. Available at: http://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/agu/article/10.1002/2016GL070373/editor-highlight/ (Accessed: 14 Spet. 2016).

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论文基本信息

【题目】Anunexpected disruption of the atmospheric quasibiennial oscillation

【作者】Osprey,S. M. et al.

【刊期】Science (2016)

【日期】08.Sept. 2016

【DOI】10.1126/science.aah4156

【摘要】One of the most repeatable phenomena seen in theatmosphere, the quasi-biennial oscillation (QBO) between prevailing eastwardand westward wind-jets in the equatorial stratosphere (~16-50 km altitude), wasunexpectedly disrupted in February 2016. An unprecedented westward jet formedwithin the eastward phase in the lower stratosphere and cannot be accounted forby the standard QBO paradigm based on vertical momentum transport. Instead theprimary cause was waves transporting momentum from the Northern Hemisphere.Seasonal forecasts did not predict the disruption but analogous QBO disruptionsare seen very occasionally in some climate simulations. A return to moretypical QBO behavior within the next year is forecast, though the possibilityof more frequent occurrences of similar disruptions is projected for a warmingclimate.

【原文链接】http://science.sciencemag.org/content/early/2016/09/07/science.aah4156

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