北半球长期强烈切断低压出现频率增加,对气候和极端天气的影响
切断低压(cut-off low)以其缓慢移动的特性而闻名,可能导致长时间降雨、风暴或其他极端天气,通常形成于中纬度20°至45°之间的区域。最新的一项研究表明,由于气候变化,北半球预计会出现持续时间长且强度大的切断低压。
切断低压与极端天气
急流是一条快速流动的气流,在高层大气中从西向东流动,有助于引导天气系统,而切断低压是当低压系统脱离主要急流时出现的大气特征,当切断低压形成时,它会与急流分离,导致长时间的极端天气。
在极端天气方面,切断低压作为低气压区域,为风暴的形成创造了条件,由于脱离了急流,切断低压移动缓慢,会在一个地区长时间停留,并且可以连续几天保持几乎静止,进而导致长时间的降雨、风暴或其他极端天气等。
切断低压的形成受到多种因素的影响,包括陆地与海洋的温度差异、急流动力学和大气不稳定性,随着地球气候变暖,这些系统变得更加强烈和持久,尤其是在春季和秋季等脆弱季节。
新的研究发现
为了探究气候变化将如何影响北半球切断低压的频率、强度和时间等问题,研究人员使用CMIP6模拟分析未来2071-2100年北半球切断低压的变化,研究使用特征跟踪算法算法来检测和追踪切断低压,该算法基于相对涡度的最大值来识别切断低压。
研究发现,急流的变化与切断低压的频率变化密切相关,未来的急流变化可能会导致切断低压活动的区域发生偏移。80%的模型显示,在北半球的春季强度和持续时间较高的切断低压频率将显著增加,尤其是在欧洲、北美和亚洲-太平洋地区;而在夏季,切断低压的频率在如北美和亚洲-太平洋等地区预计会减少,但在墨西哥西海岸等地区则会显著增加。
持续时间超过3年的长时间切断低压在春季和夏季的频率预计会增加,这种增加在欧洲区域尤为明。与此同时,高强度的切断低压在春季和秋季的频率也将显著增加,高强度的切断低压在欧洲和亚洲-太平洋地区增加尤为明显。
此外,切断低压的传播速度在春季和冬季预计会加快,这可能会部分抵消由于切断低压频率增加带来的潜在灾害风险;而在夏季,北美和亚洲-太平洋地区的切断低压传播速度预计会减慢,这可能增加这些地区的持续性降水风险。
研究表明,未来的气候变化将导致北半球陆地区域,尤其是欧洲、北美和亚洲-太平洋地区的切断低压频率和强度讲显著增加。
该研究填补了关于未来气候条件下切断低压变化的空白,并指出了切断低压频率、持续时间和传播速度的变化趋势,这些发现对于理解和应对未来气候变化带来的极端天气事件具有重要意义。
思考
海洋环流如大西洋经向翻转环流对切断低压的影响是什么?
参考文献:Aditya N. Mishra, Douglas Maraun, Reinhard Schiemann, Kevin Hodges, Giuseppe Zappa & Albert Ossó ,Long-lasting intense cut-off lows to become more frequent in the Northern Hemisphere. Communications Earth & Environment volume 6, Article number: 115 (2025) ,doi:10.1038/s43247-025-02078-7