Page 162 - 《高原气象》2025年第5期

高 原 气 象 44 卷
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Uyy + FU ( F ≈ 1)， U 为无量纲纬向风， β 为无量纲 原、 我国长江流域一带和新地岛附近， U 从负转正
科氏力在 500 hPa的经向梯度， 可以看出 PV 主要受 即 U 为正， 而西伯利亚南部 U 从正转负即 U 为负，
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到背景纬向风强度和经向分布的影响。 U 在经向上呈正负正分布， 也就是 U 呈南负北正
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图 8 给出了不同海冰状况下的 PV 和纬向风的 分布， 结合 U 的分布情况可得， 这将导致在东欧平
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分布差值场。从图 8 中可以看出， 在里海以西纬向 原、 乌拉尔山、 西西伯利亚平原、 中西伯利亚高原、
风以 40°N 为分界线呈北负南正分布， 而里海以东 鄂霍茨克海等欧亚大陆中高纬度区域 PV 是减弱
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纬向风正值区域北抬至 50°N 附近， 同时在新地岛 的， 表明该区域阻塞受海冰异常减少作用将出现频
以北和挪威岛沿岸纬向风由负值转为正值， 在印度 散性变弱， 非线性变强， 生命期变长的变化， 从而
和我国南部纬向风为负值。由此可得， 在青藏高 导致东亚冬季寒冷趋势加剧， 极端寒冷事件频发。

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图8 MIROC6在futBK-pd情境下模拟得到的无量纲500 hPa位涡经向梯度（PV）和纬向风的合成差值（单位： m·s ）
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白点区域通过0. 05的显著性水平检验； 正值为红实线， 负值为蓝虚线， 0为黑实线
Fig. 8 Synthetic differences of dimensionless 500 hPa potential vorticity meridional gradient （PV） and zonal wind
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simulated by MIROC6 under the futBK-pd scenario. Unit： m·s . Areas marked with white dots indicate regions
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that have passed the significance test at the 0. 05 level. Positive values are shown as red solid lines，
negative values as blue dashed lines， and zero as a black solid line
为了进一步研究区域海冰异常变化对阻塞的
影响， 本文基于 Charney et al（1981）的客观阻塞检
测方法， 即 50°N、 60°N、 70°N 纬度上 500 hPa 位势
高度异常场连续 3 天以上大于 200 gpm， 则认为阻
塞发生， 计算每个经度阻塞发生的平均值并绘制图
9。可以看出海冰融化对应 20°E -60°E 及 160°E -
180°E 区域阻塞发生频率增高， 脊前偏北气流引导 图9 MIROC6在futBK-pd情境下模拟得到的阻高频率
冷空气在西伯利亚地区积聚， 西伯利亚冷高压强度 合成差值（单位： d·a ）
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增强并导致东亚冬季风加强， 这与前文结论一致， Fig. 9 Synthetic differences in the frequency of blocking
这样也以数值模拟实验验证了区域海冰异常对区 highs simulated by MIROC6 under the futBK-pd
域降温和反气旋活动的影响。 scenario. Unit： d·a -1
暖， 而欧亚大陆大部分地区均出现温度负异常， 降
4 结论
温大值区位于西伯利亚冷核区。同时， 海冰减少对
本研究利用基于深度学习的 Mask R-CNN 反气 应欧亚大陆大部分地区冷空气质量增多， 西伯利亚
旋客观识别算法对 ERA5 及 PAMIP 模式输出数据 冷核区的冷空气质量增多受反气旋活动影响最大。
的欧亚大陆冬季天气尺度反气旋进行识别， 进一步 （2） 利用PAMIP试验数据进行相应的敏感性试
研究了在未来北极海冰迅速退缩的背景下， 前期秋 验， 结果表明西伯利亚区域（45°N -65°N， 60°E -
季海冰异常变化可能对反气旋和冷空气活动产生 115°E）在未来将继续作为冬季欧亚大陆冷性反气
的影响及其机制。其主要研究结果如下： 旋的主要活动和影响区域。在未来海冰偏少背景
（1） 1981 -2022 年秋季 BKS 海冰指数呈显著 下， 58. 11% 的西伯利亚区域受冬季反气旋影响天
下降趋势， 在海冰减少条件下将出现更大幅度增 数增多 25 天以上， 该区域的天气尺度反气旋具有