近年来愈来愈多的工作表明，热带外大气季节内振荡对于极端气象事件的触发和区域次季节预测有不可或缺的作用，但至今尚没有形成统一的认知，且缺少实时监测和预测的指标。最近，北京师范大学次季节研究团队基于历史观测数据、次季节动力模式回报数据和全球气候模式数值试验，在热带外大气季节内振荡研究方面取得了实质性的进展。研究在甄别副热带西风急流和极锋急流的基础上，客观地辨识了夏季欧亚大陆热带外大气季节内振荡（Extratropical IntraSeasonal Oscillations，简称EISO）的三种主要传播模态（图1）。

图1 夏季欧亚大陆热带外大气季节内振荡的三种主要传播模态示意图。具体见Zhu et al.（2023）的图13。链接：https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0788.1

第一种为副热带急流季节内东传波列（EISO along the Subtropical westerly Jet with the Eastward propagation，简称EISO-SJE）。EISO-SJE是周期为8–25天的准正压波列，其纬向波长约为4400千米。EISO-SJE起始于北美–北大西洋西风急流出口处，在黑海–里海–中亚干旱区增强，并在东亚沿海附近减弱。第二种为极锋急流季节内东传波列（EISO along the Polar front Jet with the Eastward propagation，简称EISO-PJE）。EISO-PJE是周期为10–30天的准正压波列，其纬向波长约为4200千米。EISO-PJE起始于斯堪的纳维亚半岛，途径东欧平原、乌拉尔山和西西伯利亚平原并加强，到达鄂霍茨克地区后减弱。第三种是极锋急流季节内西传波列（EISO along the Polar front Jet with the Westward propagation，简称EISO-PJW）。EISO-PJW是周期为10–40天的准正压波列，其纬向波长约为5600千米。EISO-PJW从中西伯利亚高原向格陵兰岛以西移动，在乌拉尔山附近增强，并在斯堪的纳维亚半岛附近减弱。在此基础上，研究进一步构建了一套新的北半球夏季热带外大气季节内振荡实时指数。该指数不仅在实时监测EISO事件方面具有卓越的性能，而且与欧亚大陆典型区域极端事件以及阻塞高压事件有显著的位相关系（图2）。

图2 夏季欧亚大陆热带外大气季节内振荡的三种主要传播模态与局地热浪事件和阻塞高压事件的位相关系图。具体见Zhu et al.（2023）的图10–11。链接：https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0788.1

进一步研究发现，EISO-SJE的强度显著影响我国的次季节预测。当EISO-SJE强时，无论是确定性预测还是概率性预测，我国局地地表气温提前2–3周的动力预测技巧均显著提高（图3）。经过数值试验验证，EISO-SJE的强度和位置显著受到青藏–伊朗高原的调制。青藏–伊朗高原的山体机械作用使得EISO-SJE在其上游增强而下游减弱；青藏–伊朗高原的热力作用则使EISO-SJE在其上游减弱而下游增强，且传播路径向北移动。研究亦发现，北极夏季海冰的次季节变化与EISO也密不可分。本研究初步打开了中高纬度季节内振荡的“盲盒”，研究成果可以与MJO/BSISO等热带概念和指数共同作用，为进一步认识我国次季节可预报源和提高次季节预测水平，提供新的理论认知和实用工具。

图3 不同次季节动力模式预测我国特定区域两周和三周以后的周平均地表气温异常的技巧展示图。具体见Yang et al.（2023）的图10–11。链接：https://doi.org/10.1038/s41612-023-00384-5

【论文信息】

[1] Zhu, T., J. Yang*, B. Wang, and Q. Bao, 2023: Boreal summer extratropical intraseasonal waves over the Eurasian continent and real-time monitoring metrics. Journal of Climate, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0788.1 (IF = 5.380)

[2] Yang, J.* T. Zhu, and F. Vitart, 2023: Extratropical intraseasonal signals along the subtropical westerly jet as a window of opportunity for subseasonal prediction over East Asia in boreal summer. npj Climate and Atmospheric Science, https://doi.org/10.1038/s41612-023-00384-5 (IF = 9.448)

[3] Zhu, T., J. Yang*, and B. He, 2023: Orographic mechanical and surface thermal effects of the Tibetan-Iranian Plateau on extratropical intraseasonal wave in boreal summer: numerical experiments. Environmental Research Letters, https://doi.org/10.1088/1748-9326/acd796 (IF = 6.947)

[4] Yang, J.*, S. Li, T. Zhu, X. Qi, J. Liu, S. Kim, and D. Gong, 2022: Intraseasonal melting of northern Barents Sea ice forced by circumpolar clockwise propagating atmospheric wave during early summer. Journal of Climate. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0538.1 (IF = 5.380)