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准兩年振盪

准雙年振盪（QBO）是赤道緯向風在熱帶平流層東風和西風之間的准周期振盪，平均周期為28～29個月。交替風態在平流層下部的頂部發展，並在大約1km時向下傳播每個月，直到它們在熱帶對流層頂消散。東風的向下運動通常比西風的向下運動更不規則。東風相位的振幅大約是西風相位的兩倍。在垂直 QBO 域的頂部，東風佔主導地位，而在底部，則更有可能發現西風。在 30 毫巴氣壓層，關於月平均緯向風，有記錄的最強東風為2005 年 11 月的 29.55 m/s，而有記錄的最強西風為1995 年 6 月的 15.62 m/s。

發現

1883 年，喀拉喀托火山爆發導致平流層中後續火山灰的視覺追蹤。利用視覺跟蹤方法，學者發現了 25 到 30 公里高度處存在一個東風帶。這個風帶後來被稱為喀拉喀托東風帶。1908 年，在非洲維多利亞湖上空釋放的探空氣球記錄了平流層大氣層的西風。這些發現在當時被認為與 1883 年的發現相矛盾。 [1]然而，英國氣象局的研究人員在 1950 年代發現了後來被稱為QBO的現象，使得這一帶的風向在西風和東風之間振盪。 [2]一段時間以來，這些 QBO 風的原因仍不清楚。無線電探空儀探測顯示其相位與年周期無關，與許多其他平流層環流模式的情況一樣。在 1970 年代，理查德·臨澤和詹姆斯·霍頓認識到周期性的風反轉是由從熱帶對流層發出的大氣波動驅動的，這些大氣波向上傳播並通過輻射冷卻在平流層中消散。造成這種影響的波的確切性質引起了激烈的爭論。然而，近年來，隨着越來越多氣候模型對QBO進行模擬，重力波已被視為主要因子。 [3] [4] [5]

影響

QBO 的影響包括由 QBO 引起的二次環流對平流層臭氧的混合、季風降水的改變以及對北半球冬季平流層環流的影響（部分由平流層突然變暖的頻率變化介導）。 QBO 的東相通常與平流層更突然變暖、大西洋急流減弱以及北歐和美國東部的寒冷冬季同時發生。而 QBO 的西風位向通常與美國東部的暖冬和強大西洋急流相吻合，溫和、北歐多雨多風的冬天。 [6]此外，QBO 已被證明會影響大西洋颶風季的颶風頻率。 [7]還有研究表明ENSO（厄爾尼諾-南方濤動）和 QBO 之間可能存在關聯。 [8]

觀測

自 1950 年代初發現以來，首次觀測到的與正常 QBO 的顯著偏差始於 2016 年 2 月，當時向東風的過渡被意外形成的新西風帶破壞。缺乏可靠的 QBO 周期使預測者失去了有價值的工具。由於 QBO 對北大西洋濤動和北歐天氣有很大影響，科學家推測該地區即將到來的冬天可能會更溫暖、更暴風雨。 [9] [10] [11]美國宇航局的科學家們一直在研究測試是否可能涉及 2015/16 年極強的厄爾尼諾事件、氣候變化或其他一些因素。他們正在確定這是一代人的事件，還是整體氣候變化的跡象。 [12]

柏林自由大學提供了一個 QBO 數據集，其中包括來自阿巴里靈阿環礁、馬爾代夫和新加坡的無線電探空儀觀測結果。下圖顯示了 1980 年代的 QBO。

 
時間–月平均高度圖，緯向平均赤道緯向風 ( u ) 以 m/s 為單位，介於 20 和35 km（22 mi）之間十年期間的海拔高度。正值表示西風，等高線為 0 m/s。

另見

參考資料

  1. ^ Rohli, Robert V.; Vega, Anthony J. Climatology. 2012: 229 [2022-10-20]. ISBN 9781449655914. （原始內容存檔於2022-10-20）. 
  2. ^ Graystone, P. Meteorological office discussion on tropical meteorology. Met. Mag. 1959, 88: 117. 
  3. ^ Takahashi, M. Simulation of the stratospheric Quasi-Biennial Oscillation using a general circulation model. Geophys. Res. Lett. 1996, 23 (6): 661–4. Bibcode:1996GeoRL..23..661T. doi:10.1029/95GL03413. 
  4. ^ Scaife, A.A.; Butchart, N.; Warner, C.D.; Stainforth, D.; Norton, W.; Austin, J. Realistic quasi-biennial oscillations in a simulation of the global climate. Geophys. Res. Lett. 2000, 27 (21): 3481–4. Bibcode:2000GeoRL..27.3481S. doi:10.1029/2000GL011625. 
  5. ^ Giorgetta, M.; Manzini, E.; Roeckner, E. Forcing of the quasi-biennial oscillation from a broad spectrum of atmospheric waves. Geophys. Res. Lett. 2002, 29 (8): 861–4. Bibcode:2002GeoRL..29.1245G. doi:10.1029/2002GL014756. hdl:11858/00-001M-0000-0012-027C-1  . 
  6. ^ Ebdon, R.A. The quasi-biennial oscillation and its association with tropospheric circulation patterns. Met. Mag. 1975, 104: 282–297. 
  7. ^ Gray, William M. Atlantic Seasonal Hurricane Frequency. Part I: El Nino and 30mb Quasi-Biennial Oscillation Influences. Monthly Weather Review. 1984, 112 (9): 1649–1668. Bibcode:1984MWRv..112.1649G. doi:10.1175/1520-0493(1984)112<1649:ashfpi>2.0.co;2  . 
  8. ^ Maruyama, T.; Tsuneoka, Y. Anomalously short duration of the easterly wind phase of the QBO at 50hPa in 1987 and its relationship to an El Nino event. Journal of the Meteorological Society of Japan. Series II. 1988, 66 (4): 629–634. doi:10.2151/jmsj1965.66.4_629  . 
  9. ^ Mason, Betsy. Unprecedented disruption to atmosphere's pacemaker foretells wet winter for Europe. Science. 2016-09-07 [2016-09-09]. doi:10.1126/science.aah7277. （原始內容存檔於2022-12-07）. 
  10. ^ Newman, P. A.; Coy, L.; Pawson, S.; Lait, L. R. The anomalous change in the QBO in 2015–2016. Geophys. Res. Lett. 28 August 2016, 43 (16): 8791–7 [2022-10-20]. Bibcode:2016GeoRL..43.8791N. doi:10.1002/2016GL070373. （原始內容存檔於2022-10-20）. 
  11. ^ Osprey, Scott M.; Butchart, Neal; Knight, Jeff R.; Scaife, Adam A.; Hamilton, Kevin; Anstey, James A.; Schenzinger, Verena; Zhang, Chunxi. An unexpected disruption of the atmospheric quasi-biennial oscillation (PDF). Science. 23 September 2016, 353 (6306): 1424–7 [2022-10-20]. Bibcode:2016Sci...353.1424O. PMID 27608666. S2CID 44671549. doi:10.1126/science.aah4156. hdl:10125/43740  . （原始內容存檔 (PDF)於2020-11-25）. 
  12. ^ Lynch, Patrick, A Strange Thing Happened in the Stratosphere, 2 September 2016 [2022-10-20], （原始內容存檔於2023-02-04） 

外部連結

柏林QBO數據系列 (1953年至今)

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