华北地区不仅是我国的政治和文化中心，同时也是农作物高产区。近些年华北极端高温事件频发，该现象的成因已经引起了广泛关注。张顾炜博士生（第一作者）和曾刚研究员（指导教师，通讯作者）从海-气相互作用的角度出发，研究了北大西洋多年代际振荡（Atlantic multidecadal oscillation，AMO）和太平洋年代际振荡（Pacific decadal oscillation，PDO）对华北地区极端高温年代际转折的影响及其可能途径，相关成果近日在《Climate Dynamics》上发表。
研究发现，华北地区极端高温在1996年发生年代际转折，其后华北地区进入高温多发期。同时研究发现，与华北地区上空的大陆高压增强和西风减弱有利于华北地区高温事件的发生，反之亦然。进一步研究表明，华北极端高温与AMO和PDO在年代际尺度上存在很好的相关性，华北地区偏冷期对应负位相AMO和正位相PDO，偏暖期则对应正位相AMO和负位相PDO。AMO和PDO的反位相组合，有利于在北半球中纬度地区激发一支遥相关波列（Fig. 1）：在负位相AMO和正位相PDO的组合下，华北地区处在该波列的负值中心（Fig. 1a），则华北地区上空为气旋性环流异常，从而导致大陆高压减弱，西风增强，不利于高温事件发生；而在正位相AMO和负位相PDO的组合下，华北地区处在该波列的正值中心（Fig.1b），则华北地区上空为反气旋性环流异常，即大陆高压增强和西风减弱，有利于高温事件发生。此外，PDO还可以通过太平洋-东亚遥相关（Pacific-East Asian，PEA）来影响华北上空的纬向风变化。为验证AMO和PDO对华北高温影响的物理机制（Fig.2），并探讨两者之间的作用大小，该研究利用公共地球系统模型（Community Earth System Model，CESM）进行了多组敏感性数值试验。数值试验验证了观测分析结果，并发现AMO的位相变化（负位相转变为正位相）对此次华北极端高温年代际转折有更大的作用。此项研究有助于加深对华北地区极端高温的年代际变化机理的理解，也将为华北地区极端高温年代际预测提供一些参考。
Fig 1. Geopotential height anomalies (shading, dagpm) and WAF (vector, m2·s-2) at 300 hPa during the cold period (a) and warm period (b). Dotted areas denote statistical significance at the 0.05 level according to the Student’s t-test.
Fig 2. Schematic diagram of the impacts of +PDO & -AMO (a) and -PDO & +AMO (b) on the interdecadal variations in North China's EHT. Red A and blue C denote an anticyclone and cyclone of the teleconnection wave train in the midlatitudes of the Northern Hemisphere, respectively. The WSSTA and CSSTA denote warm and cold SSTA, respectively. The green/red straight line with an arrow represents the enhanced/weakened upper zonal westerly. The black curve with an arrow denotes the teleconnection wave trains.
相关文献：Zhang, G., Zeng, G., Li, C. et al. Impact of PDO and AMO on interdecadal variability in extreme high temperatures in North China over the most recent 40-year period. Climate Dynamics, 2020, 54(5): 3003-3020. doi: 10.1007/s00382-020-05155-z.