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与两种空间上不同的遥相关模式相关联的北半球夏季观测环流趋势

大气与海洋物理 2025-12-19 v2

摘要

近几十年来(自 1979 年起),北半球中纬度多个地区的高层大气夏季环流和地表温度极端事件呈现出显著趋势。其中几个区域趋势超出了历史 CMIP6 模型模拟的范围,它们可能构成一种被气候模型遗漏的联合动力学响应。在此,我们考察这些环流区域趋势是否确实属于一个连贯的环绕全球的波列模式。利用 ERA5 再分析数据和 CMIP6 历史模拟,我们发现观测到的高层大气环流趋势包含至少两个独立的区域特征:美国-大西洋趋势模式和欧亚趋势模式。环流趋势平均可分别解释美国-大西洋和欧亚地区 15% 和 26% 的观测区域温度趋势。CMIP6 多模型平均的环流趋势与观测到的趋势模式不相似,且总体上弱得多。一些单个 CMIP6 模型确实表现出与 ERA5 中观测模式相似的特征,尽管仍然较弱,最大空间相关系数为 0.47。两个单独区域(美国-大西洋和欧亚)的空间相关系数较高,分别达到 0.69 和 0.78 的最大值。我们表明,ERA5 中的这两个区域波列模式均与大气配置形成前三周内不同的海表温度和向外长波辐射异常相关联,类似于已知的遥相关模式。CMIP6 模型似乎缺乏这些热带-热带外遥相关。我们的发现突显了 CMIP6 模型在再现遥相关及其相关区域印记方面的局限性,这为年代际至多年代际时间尺度上的区域气候预测带来了深刻的不确定性。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.17222,
  title  = {Observed circulation trends in boreal summer linked to two spatially distinct teleconnection patterns},
  author = {Tamara Happé and Chiem van Straaten and Raed Hamed and Fabio D'Andrea and Dim Coumou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.17222},
  year   = {2025}
}

备注

36 pages, 8 main figures, 12 appendix figures, submitted for peer review to AMS Journal of Climate