在一项开创性的气象研究中，来自迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气和地球科学学院、欧洲中期天气预报中心(ECMWF;Reading, UK)和国家大气研究中心(NCAR;博尔德，科罗拉多州)正在提高对热带大气波的科学认识，包括它们如何影响飓风和暴雨等极端天气事件。
这个合作研究小组专注于一种特殊类型的大气波，被称为对流耦合开尔文波(CCKWs)，这是一种长度超过1000英里的巨大波，沿着赤道在地球大气层中传播，对全球降雨模式产生重大影响。这项研究于2024年6月1日发表在美国地球物理联合会的《地球系统建模进展杂志》上，为研究人员提供了一种研究天气预报模型中这些开尔文波的行为和属性的新方法。
“我们的研究结果表明，改善天气模型中这些开尔文波的模拟，可以提高对其他高影响天气特征预测的准确性，”最近从罗森斯蒂尔学院大气科学系毕业的昆顿·劳顿(Quinton Lawton)说，他是这项研究的主要作者。“这有可能为社区，特别是热带地区的社区，提供更多的准备时间和应对破坏性天气的准备。”
利用NCAR的高性能计算系统和尖端天气模型，包括跨尺度预测模型-大气(MPAS-A)和ECMWF的综合预报系统(IFS)，该团队模拟了2021年以来的几个开尔文波。大西洋上空一个著名的开尔文波与热带风暴维克多的形成有关。
该研究发现，目前的天气预报模型对大西洋CCKW的模拟效果很差，这表明未来需要改进天气预报系统，以便更好地预测这些海浪，从而预测其他极端天气事件。
研究人员介绍了一种新的方法来修改天气预报模型中开尔文波的强度。有了这个新工具，研究人员将能够更好地量化开尔文波的特征和影响，增强我们对这些波如何在天气预报模型中表现出来的理解。
开尔文波现在被认为在增加飓风形成的可能性和引发极端降雨事件方面发挥着作用。罗森斯蒂尔学院的科学家劳顿和沙兰·马琼达尔在2023年发表的一项研究中解释了这些海浪如何促进大西洋热带气旋的形成。
这项研究代表了两年合作研究的高潮，源于首席学生作者在迈阿密大学的博士论文。这项工作汇集了UM、NCAR和ECMWF的专业知识和资源，以推动气象科学的发展。
“这项研究是朝着更好地理解和预测热带大气迈出的一步，”该研究的合著者、Rosenstiel学院的大气科学教授Sharan Majumdar说。“这项研究还强调了进一步研究为什么当前的模型难以准确模拟这些波的必要性。”
图片:主要作者与ECMWF合作者(和共同作者)在英国雷丁的ECMWF总部。从左至右:Linus Magnusson (ECMWF)， Quinton Lawton(迈阿密大学)和Rebecca Emerton (ECMWF)。照片:昆顿·劳顿。
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希望本篇文章《新研究揭示热带大气波的深层机制与影响》能对你有所帮助！
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