近日，Climate Dynamics在线发表了中国海洋大学海洋与大气学院的最新科研成果“Record-breaking Barents Sea ice loss favors to the unprecedented summertime extreme heatwave in 2021 over western North America by enhancing Rossby wave ridge”（巴伦支海破纪录的海冰异常融化导致2021年夏季北美前所未有的热浪发生）。该成果的第一作者为海洋与大气学院的博士研究生卫羽盈，通讯作者为黄菲教授和陈峥副教授。
在全球变暖的背景下，热浪的空间范围、强度、持续时间和发生频率都显著增加。在2021年夏季，北美西部地区发生了破纪录的极端热浪。这一极端热浪在北美和加拿大引发了多起野火，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。由于极端热浪对人类生活的重大影响，近年来，热浪的发生及其机制受到越来越多的关注。但以往研究的时间尺度都集中在天气和亚季节内尺度，这使得极端热浪仍然不可预测，人们无法提前对热浪做出应对措施。
本研究通过对再分析数据的分析，确定了这次极端热浪与北美上空的极端高压脊和前期冬季巴伦支海海冰密集度的最低记录有关。研究结果表明，巴伦支海的海冰从前期冬季开始，通过海-气-冰的正反馈过程持续融化。与巴伦支海海冰相关的大气波活动通量将波能通过环球遥相关波列向下游传递，增强了北美上空的高压脊。同时通过经向温度梯度减弱引起中纬度西风急流的北移，急流的减弱通过下沉运动引起反气旋环流异常，增加了大气沉降和短波辐射。另一方面，向北移动的急流作为波导使得大气遥相关波列向北偏移并接收来自高纬度的海冰异常信号。综上，北极巴伦支海海冰破纪录的异常融化引起的高空大气遥相关波列和急流异常变化共同促进了北美西部高压脊的增强和极端热浪的发生。
该研究从极地-中纬度遥相关的角度，揭示了前一年冬季北极海冰持续融化通过增强大气遥相关波列和北移的急流导致次年夏季北美地区极端热浪的发生机制（图1），进而提出巴伦支海海冰可以成为提前半年预测北美地区的极端热浪的长时效预报因子。
图1. 巴伦支海海冰（蓝色条带）通过Rossby波和急流导致北美地区极端热浪的机制示意图。200 hPa的绿色虚线框表示气候态的急流，绿色条带表示海冰融化时向北移动的急流。蓝色箭头表明巴伦支海海冰将能量传递给遥相关波列（500 hPa的蓝色和红色圆圈)。
发表文章列表：
Wei, Y., Huang, F. & Chen, Z. Record-breaking Barents Sea ice loss favors to the unprecedented summertime extreme heatwave in 2021 over western North America by enhancing Rossby wave ridge. Clim Dyn (2024).
文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07168-4