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穆穆院士團(tuán)隊將條件非線性最優(yōu)邊界擾動方法運用到復(fù)雜大氣環(huán)流模式（CAM4）中，通過數(shù)值求解北極海冰密集度影響冬季烏拉爾阻塞事件的非線性最優(yōu)化問題，從次季節(jié)尺度研究了北極海冰對烏拉爾阻塞事件可預(yù)報性的影響。

以下文章來源于和風(fēng)沐雨光華復(fù)旦 ，作者戴國錕

作為研究亮點論文

《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》

在全球變暖的背景下，北極海冰快速融化，冬季烏拉爾阻塞事件頻繁發(fā)生。烏拉爾阻塞事件通常伴隨著歐亞大陸極端事件的發(fā)生，因而受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。不少研究指出，在季節(jié)和年際尺度上烏拉爾阻塞與北極海冰有著密切的聯(lián)系，然而鮮有學(xué)者從次季節(jié)尺度研究北極海冰對烏拉爾阻塞的影響。

近日，復(fù)旦大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系穆穆院士團(tuán)隊針對持續(xù)時間較長的強(qiáng)烏拉爾阻塞事件，將條件非線性最優(yōu)邊界擾動方法運用到復(fù)雜大氣環(huán)流模式（CAM4）中，通過數(shù)值求解北極海冰密集度影響冬季烏拉爾阻塞事件的非線性最優(yōu)化問題，從次季節(jié)尺度研究了北極海冰對烏拉爾阻塞事件可預(yù)報性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在4候時間尺度上，使得烏拉爾阻塞的預(yù)報具有最大不確定性的海冰密集度擾動主要集中在格陵蘭海、巴倫支海和鄂霍次克海（圖a）。進(jìn)一步的研究表明（圖b-d），北極海冰擾動首先通過非絕熱過程影響大氣低層溫度，隨后通過熱平流、熱對流等過程影響烏拉爾區(qū)域及其上下游的緯向西風(fēng)，最終影響第4候烏拉爾阻塞的形成。

上述研究成果有助于理解次季節(jié)時間尺度上北極海冰影響中緯度大氣的物理機(jī)制，并且為通過北極海冰目標(biāo)觀測與集合預(yù)報，提高烏拉爾阻塞的次季節(jié)預(yù)報水平，提供了理論指導(dǎo)。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上，并被選為該期刊當(dāng)期的研究亮點論文。有關(guān)介紹發(fā)表在美國地球物理學(xué)會5月12日出版的EOS上。

本研究由中科院海洋研究所馬學(xué)英博士，復(fù)旦大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系穆穆教授，戴國錕青年副研究員，中科院大氣物理研究所韓哲副研究員，李春香副研究員及中國氣象科學(xué)研究院姜智娜研究員共同完成。研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項目、青年項目和面上項目的共同資助。

圖(a)引起冬季烏拉爾阻塞事件最大不確定性的海冰密集度擾動，(b)海冰擾動引起的第1候?qū)α鲗拥蛯訙囟软憫?yīng)（單位： ），(c)海冰擾動引起的第4候500 hPa緯向風(fēng)響應(yīng)（單位：gpm），(d)海冰擾動前后阻塞指數(shù)隨時間的演變（黑線為海冰擾動前的阻塞指數(shù)，紅線為海冰擾動后的阻塞指數(shù)，藍(lán)線為阻塞是否發(fā)生的參考線）。

文章信息：Ma, X., Mu, M.*, Dai, G., Han, Z., Li, C., & Jiang, Z. (2022).

Influence of Arctic sea ice concentration on extended-range prediction of strong and long-lasting Ural blocking events in winter. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127(5), e2021JD036282. https://doi.org/10.1029/2021JD036282.