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穆穆院士團隊將條件非線性最優(yōu)邊界擾動方法運用到復雜大氣環(huán)流模式（CAM4）中，通過數(shù)值求解北極海冰密集度影響冬季烏拉爾阻塞事件的非線性最優(yōu)化問題，從次季節(jié)尺度研究了北極海冰對烏拉爾阻塞事件可預報性的影響。

以下文章來源于和風沐雨光華復旦 ，作者戴國錕

作為研究亮點論文

《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》

在全球變暖的背景下，北極海冰快速融化，冬季烏拉爾阻塞事件頻繁發(fā)生。烏拉爾阻塞事件通常伴隨著歐亞大陸極端事件的發(fā)生，因而受到國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。不少研究指出，在季節(jié)和年際尺度上烏拉爾阻塞與北極海冰有著密切的聯(lián)系，然而鮮有學者從次季節(jié)尺度研究北極海冰對烏拉爾阻塞的影響。

近日，復旦大學大氣與海洋科學系穆穆院士團隊針對持續(xù)時間較長的強烏拉爾阻塞事件，將條件非線性最優(yōu)邊界擾動方法運用到復雜大氣環(huán)流模式（CAM4）中，通過數(shù)值求解北極海冰密集度影響冬季烏拉爾阻塞事件的非線性最優(yōu)化問題，從次季節(jié)尺度研究了北極海冰對烏拉爾阻塞事件可預報性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在4候時間尺度上，使得烏拉爾阻塞的預報具有最大不確定性的海冰密集度擾動主要集中在格陵蘭海、巴倫支海和鄂霍次克海（圖a）。進一步的研究表明（圖b-d），北極海冰擾動首先通過非絕熱過程影響大氣低層溫度，隨后通過熱平流、熱對流等過程影響烏拉爾區(qū)域及其上下游的緯向西風，最終影響第4候烏拉爾阻塞的形成。

上述研究成果有助于理解次季節(jié)時間尺度上北極海冰影響中緯度大氣的物理機制，并且為通過北極海冰目標觀測與集合預報，提高烏拉爾阻塞的次季節(jié)預報水平，提供了理論指導。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際學術(shù)期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上，并被選為該期刊當期的研究亮點論文。有關(guān)介紹發(fā)表在美國地球物理學會5月12日出版的EOS上。

本研究由中科院海洋研究所馬學英博士，復旦大學大氣與海洋科學系穆穆教授，戴國錕青年副研究員，中科院大氣物理研究所韓哲副研究員，李春香副研究員及中國氣象科學研究院姜智娜研究員共同完成。研究得到了國家自然科學基金重大項目、青年項目和面上項目的共同資助。

圖(a)引起冬季烏拉爾阻塞事件最大不確定性的海冰密集度擾動，(b)海冰擾動引起的第1候?qū)α鲗拥蛯訙囟软憫▎挝唬?），(c)海冰擾動引起的第4候500 hPa緯向風響應（單位：gpm），(d)海冰擾動前后阻塞指數(shù)隨時間的演變（黑線為海冰擾動前的阻塞指數(shù)，紅線為海冰擾動后的阻塞指數(shù)，藍線為阻塞是否發(fā)生的參考線）。

文章信息：Ma, X., Mu, M.*, Dai, G., Han, Z., Li, C., & Jiang, Z. (2022).

Influence of Arctic sea ice concentration on extended-range prediction of strong and long-lasting Ural blocking events in winter. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127(5), e2021JD036282. https://doi.org/10.1029/2021JD036282.