2015年12月末北极地表爆发性增温事件的卫星遥感监测

作者：黄富祥; 任素玲; 韩爽爽; 孙冷; 张艳; 惠雯

来源：科学通报, 2016, 61(36): 3946-3957.

• 北极增温放大
• AIRS遥感资料
• National Centers for Environmental Prediction(NCEP)分析资料
• Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT)后向轨迹分析

北极地表天气尺度的爆发性增温事件,往往是由于强烈的大气环流或洋流将低纬度热量输送到北极造成的.2015年12月29日发生的北极地表温度达到0℃以上的爆发性增温事件,引起全球广泛关注.本文利用AIRS获得的多种遥感资料,监测弗拉姆海峡上空大气温度、水汽和臭氧的急剧变化.卫星遥感监测表明,水汽和温度从27日开始出现明显增加,29日达到峰值,然后开始回落和振荡,直到1月2日都维持在12月平均值以上;与此同时,大气臭氧则呈现相反的变化,从27日开始显著减少,29日达到极小值,然后开始回升和振荡,到1月2日才回复到12月平均值附近.水汽变化主要发生在从地表到100 hPa高度,29日水汽在400 hPa高度最大增幅达到12月平均值的6倍;温度变化主要发生在从地表到250 hPa高度,29日地表温度达到0℃以上.臭氧总量的变化速度快、幅度大,与26日相比,29日臭氧总量减少102 DU达到12月平均值1/3以上;臭氧垂直廓线变化主要发生在4005 hPa高度,与27日相比,29日臭氧垂直廓线在此高度层内的减少量占臭氧总量减少量的80%90%.利用National Centers for Environmental Prediction(NCEP)再分析资料,结合Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT)气团后向轨迹追踪,分析表明造成此次地表爆发性增温事件的作用机制是,北大西洋低压风暴将大量低纬度温暖、潮湿的空气快速输送到北极,导致低层温度和水汽含量的急剧增加,同时大气从低纬度向高纬度的输送,配合大气从低层向高层的垂直运动,导致对流层上部到平流层中上层臭氧分布的急剧变化,从而造成臭氧总量和垂直廓线的急剧变化.此次典型个例的卫星遥感监测表明,天气尺度的动力输送造成北极地区热量、水汽和臭氧的快速剧烈变化.

• 单位
  国家卫星气象中心; 国家气候中心