准双年振荡 (QBO )是赤道 纬向风在热带平流层 东风和西风之间的准周期振荡 ,平均周期为28~29个月。交替风态在平流层下部的顶部发展,并在大约1km时向下传播每个月,直到它们在热带对流层顶 消散。东风的向下运动通常比西风的向下运动更不规则。东风相位的振幅 大约是西风相位的两倍。在垂直 QBO 域的顶部,东风占主导地位,而在底部,则更有可能发现西风。在 30 毫巴气压层,关于月平均纬向风,有记录的最强东风为2005 年 11 月的 29.55 m/s,而有记录的最强西风为1995 年 6 月的 15.62 m/s。
发现
1883 年,喀拉喀托火山爆发 导致平流层中后续火山灰的视觉追踪。利用视觉跟踪方法,学者发现了 25 到 30 公里高度处存在一个东风带。这个风带后来被称为喀拉喀托东风带。1908 年,在非洲维多利亚湖 上空释放的探空气球记录了平流层大气层 的西风。这些发现在当时被认为与 1883 年的发现相矛盾。 [ 1] 然而,英国气象局 的研究人员在 1950 年代发现了后来被称为QBO的现象,使得这一带的风向在西风和东风之间振荡。 [ 2] 一段时间以来,这些 QBO 风的原因仍不清楚。无线电探空仪 探测显示其相位与年周期 无关,与许多其他平流层环流模式的情况一样。在 1970 年代,理查德·临泽和詹姆斯·霍顿 认识到周期性的风反转是由从热带对流层 发出的大气波动 驱动的,这些大气波向上传播并通过辐射冷却 在平流层 中消散。造成这种影响的波的确切性质引起了激烈的争论。然而,近年来,随着越来越多气候模型对QBO进行模拟,重力波 已被视为主要因子。 [ 3] [ 4] [ 5]
影响
QBO 的影响包括由 QBO 引起的二次环流对平流层臭氧 的混合、季风 降水的改变以及对北半球 冬季平流层环流的影响(部分由平流层突然变暖 的频率变化介导)。 QBO 的东相通常与平流层更突然变暖、大西洋急流减弱以及北欧和美国东部的寒冷冬季同时发生。而 QBO 的西风位向通常与美国东部的暖冬和强大西洋急流相吻合,温和、北欧多雨多风的冬天。 [ 6] 此外,QBO 已被证明会影响大西洋飓风季的飓风频率。 [ 7] 还有研究表明ENSO(厄尔尼诺-南方涛动 )和 QBO 之间可能存在关联。 [ 8]
观测
自 1950 年代初发现以来,首次观测到的与正常 QBO 的显著偏差始于 2016 年 2 月,当时向东风的过渡被意外形成的新西风带破坏。缺乏可靠的 QBO 周期使预测者失去了有价值的工具。由于 QBO 对北大西洋涛动 和北欧天气有很大影响,科学家推测该地区即将到来的冬天可能会更温暖、更暴风雨。 [ 9] [ 10] [ 11] 美国宇航局 的科学家们一直在研究测试是否可能涉及 2015/16 年极强的厄尔尼诺 事件、气候变化 或其他一些因素。他们正在确定这是一代人的事件,还是整体气候变化的迹象。 [ 12]
柏林自由大学 提供了一个 QBO 数据集,其中包括来自阿巴里灵阿环礁 、马尔代夫和新加坡 的无线电探空仪观测结果。下图显示了 1980 年代的 QBO。
时间–月平均高度图,纬向平均赤道纬向风 ( u ) 以 m/s 为单位,介于 20 和35 km(22 mi)之间十年期间的海拔高度。正值表示西风,等高线为 0 m/s。
另见
参考资料
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外部链接
柏林QBO数据系列 (1953年至今)