关于北极研究的一些进展

关于北极研究的一些进展提纲：•一、代表性研究工作简介•（1）北极海-冰-气相互作用；•（2）北极海冰变化对我国的影响；•（3）北极大气环流异常对我国的影响；•二、存在的问题•（1）研究中的热点问题；•（2）研究成果在业务预报中的应用；•（3）为国家决策提供科学依据；一、北极海-冰-气相互作用（1）观测研究揭示了北极海冰变化对大气反馈的直接证据，为研究北极海冰变化与东亚气候变化的关系提供了科学依据北极海冰变化不仅影响气温，对大气层结、边界层稳定性、对流层低层逆温均有显著影响，并对大气产生动力学影响气温逆温大气层结1000–925hPa925-850hPa850-700hPaWuetal.,2004,MonthlyWeatherReview英国剑桥大学斯科特极地研究所发来邮件，要求收录该研究（2）揭示了北极大气环流变化的两个新模态，指出它们对北极海冰运动、海冰和淡水输出进入格陵兰海、巴伦支海有重要影响，揭示了其对触发夏季北极海冰减少的关键作用，为研究北极海冰和淡水输出及其对北大西洋温盐环流与东亚气候变化的影响提供了重要依据Wuetal.,2006,JournalofClimateWangetal.,2009,GeophysicalResearchLetters审稿人评价：该文首次观测研究揭示了北极偶极子的存在，该大气变率是AO/NAO所不能解释的本书2009年3月出版Pokrovsky（俄罗斯）和Ikeda（日本）在本书的不同章节里分别介绍了北极偶极子异常，并把它作为本书目录标题的一部分：TheArcticDipoleandNorthSiberianOscillation（见该书的31-32页和167-169页）Wuetal.,2007,GeophysicalResearchLetters该研究结果修正了美国著名学者Proshutinskyetal（2002）的研究结论。该研究对于我们理解北极海冰和淡水输出及其对北大西洋温盐环流的影响有重要的意义表面风强迫对北极海冰和北冰洋淡水的再分布，以及它们输出进入北大西洋有非常重要的影响。但是由于分析方法所限，对北极风场变化的优势模态还不了解。因此，研究海冰运动和输出主要考虑地转风（海平面气压）强迫。（3）设计出新的矢量分析方法，来揭示风场变化的优势模态及其时间演变特征，并研究了对海冰运动的影响相关研究结果发表在以下国际刊物上：(1)MonthlyWeatherReview,2006(2)JournalofClimate,2008(3)InternationalJournalofClimatology,2009abc冬季北极表面风场变率最优模态的位相和时间演变adbc90180270360冬季表面风异常不同位相的合成对海冰运动的影响对冬季表面气温的影响与北极涛动的影响很类似冬季表面风变率的最优模态和时间演变海平面气压异常风场最优模态所对应的海平面气压异常海平面气压变化的优势模态（第2和第3模态）因此，北极涛动并不是对应风场变化的最优模态7-yearrunningmeansofthenormalizedP2(solidline)andautumnregionally-averagedSST(30-90Eand70-80N)(dashedline)andtheirlineartrends,(b)7-yearrunningmeansofthenormalizedregionally-averagedwinterSLP(0-60Eand70-80N)(solidline)andtheautumnSSTthatisthesameasin(a)andtheirlineartrends.风场演变北极海冰因此，冬季北极表面风场的减弱与夏季北极海冰的减少有密切关系（4）利用高分辨率气候模式（27.5公里）模拟研究了北极海冰（海洋）对北极涛动的响应模拟的冬季北极海冰厚度分布模拟的冬季海冰运动模拟的次表层海温GeophysicalResearchLetters,2004PolarMeteorologyandGlaciology2004（日本）二、北极海冰变化对我国的影响809010011012013020304050-0.12-0.1-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.080.1cGeophysicalResearchLetters,2009春季北极海冰夏季降水AdvancesinAtmosphericSciences,2009809010011012013020304050-0.12-0.1-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.080.1c809010011012013020304050-1-0.9-0.41-0.3200.320.410.9b809010011012013020304050-600-500-400-300-200-1000100200300400500c809010011012013020304050-600-500-400-300-200-1000100200300400500f809010011012013020304050-600-500-400-300-200-1000100200300400500i夏季降水变化东亚季风变化春季北极海冰变化500hPag高度850hPa风春季北极海冰和欧亚大陆积雪共同作用的结果春、夏季500hPa高度的异常演变（对应春季北极海冰异常）80E90E100E110E120E130E20N30N40N50N-600-500-400-300-200-1000100200300400500e80E90E100E110E120E130E20N30N40N50N0.10.20.30.40.5a80E90E100E110E120E130E20N30N40N50N0.10.20.30.40.5b80E90E100E110E120E130E20N30N40N50N0.10.20.30.40.5c东亚夏季风的影响春季海冰的影响三、北极大气环流异常对我国的影响（1）北极极涡的作用（2）北极涛动（或北大西洋涛动）（3）北极偶极子异常的作用北极偶极子异常季节内变化年际变化ChineseScienceBulletin,200880E90E100E110E120E130E20N30N40N50N-110-75-60-45-30-1501530456075(c)1998年夏季揭示了冬季北极涛动与西伯利亚高压以及东亚冬季风变化的关系。研究发现，北极涛动与西伯利亚高压的关系存在很大不确定性，以及北极涛动影响东亚冬季风变化的动力学机制。GeophysicalResearchLetters,2002AdvancesinAtmosphericSciences,2002北大西洋涛动极端变化对东亚冬季风的影响，大气科学，1999热点科学问题•(1)是什么原因导致夏季北极海冰的快速消融？（或夏季北极海冰将可能消失?）•（北太平洋和北大西洋暖水涌入的作用最大？还是黑炭等大气气溶胶的影响？或者人类排放的温室气体？它们的相对贡献如何？）这是当今气候科学研究领域中5个关键问题之一•（2）北极海冰快速消融以及自然变率对气候的反馈作用，特别是影响我国气候的范围、程度和机理。•（如：海冰变化如何影响季风和我国降水？夏、秋季北极海冰减少影响东亚冬季风变化的机理，以及夏、秋季北极海冰减少对我国或东亚极端天气事件的影响等）•2005和2007年夏季北极海冰创纪录低，后期冬季亚洲和我国出现极端天气事件2005和2007年夏季北极海冰创纪录低，其后的冬季强寒潮影响中亚和东亚，导致2005年12月日本出现非常严重的雪灾；2008年1-2月我国南方雨雪冰冻灾害；该图引自日本学者Hondaetal.2009,GRL•（3）北极黑炭等大气气溶胶对北极环境的影响，以及亚洲黑炭等大气气溶胶排放对北极的影响程度、范围和机理•（4）北极大气环流异常对我国的影响研究成果在业务预报中的应用•存在的问题和可能的解决途径为国家决策提供科学依据•（1）对我国的影响方面；•（2）对外交方面；谢谢！