NASA Earth Observatory bild. Kredit:NASA
Ett välkänt fenomen inom atmosfärsvetenskapen som utmanar den klassiska barokliniska instabilitetsteorin om cyklonutveckling är midvinterundertryckning. Det vill säga att aktiviteten på stormbanan i norra Stilla havet har ett minimum under midvintern, trots att ytbarokliniteten är som högst.
Detta anomala fenomen är mest uttalat i den övre troposfären och nästan frånvarande i den nedre troposfären, och skillnaden kan i grunden spåras tillbaka till en inneboende inkonsekvens mellan virvelväxten på övre och lägre nivå. Även om en rad framsteg har gjorts i studiet av midvinterundertryckning under de senaste decennierna, har liten uppmärksamhet ägnats åt de olika rollerna som de övre och lägre nivåerna spelar.
Att fokusera på skillnaderna i tillväxtegenskaperna hos virvlar på övre och lägre nivå är inte bara nyckeln till att förstå de barokliniska processer som dominerar dynamiken i medellatitudklimatet, utan hjälper också till att förbättra framtida förutsägelser om vädervariationer. Att fokusera direkt på virveltillväxtprocessen är dessutom mer i linje med den fysiska innebörden av baroklinitet och har sällan nämnts tidigare.
För detta ändamål använde Chenming Ma och Prof. Ming Bao från School of Atmospheric Sciences, Nanjing University, Kina, en lagrangisk cyklonspårningsalgoritm för att jämföra de olika beteendena hos de övre och lägre nivåvirvlarna ur perspektivet av virvelgenerering och tillväxt.
"Det här tillvägagångssättet kommer att tjäna till att ompröva midvinterundertryckningen ur perspektivet av baroklinisk utveckling och ytterligare klargöra vilka egenskaper hos de övre och lägre nivåvirvlarna som är ansvariga för inkonsekvensen av midvinterundertryckningen mellan den övre och nedre troposfären", säger Chenming Ma, motsvarande författare till studien. Resultaten har publicerats i Atmospheric and Oceanic Science Letters .
Resultaten visar att beteendet hos virvlar på lägre nivå i norra Stilla havet förblir inom tillämpligheten av den barokliniska instabiliteten, medan det hos de övre virvlarna är mer komplext. Även om den förbättrade Stillahavsjeten främjar genereringen och utvecklingen av virvlar på den övre nivån på den nordöstra sidan av jetkärnan, undertrycker den också deras generation på den nordvästra sidan.
En mer intressant slutsats erhölls genom att noggrant undersöka tillväxtprocessen för virvlar på övre nivå; det vill säga att tillväxten av virvlar på övre nivå som genereras i nordvästra Stilla havet undertrycks under hela den kalla årstiden, medan de som genereras nära jetutgången kan växa normalt och så småningom utvecklas till huvuddelen av det övre stormspåret.
"De nära relationerna mellan de övre virvlarna och jetstrålar förtjänar ytterligare studier och har potentiella implikationer för att ytterligare avslöja den viktiga roll som jetplanen spelar i midvinterundertryckandet", tillägger Chenming Ma. "Samtidigt är hur man förklarar diskrepansen ur perspektivet av den vertikala kopplingen av virvlar ett annat ämne för oss att undersöka." + Utforska vidare
