AMETE 气象学的进展 1687 - 9317 1687 - 9309 Hindawi出版公司 10.1155 / 2014/427916 427916年 研究文章 分析和讨论大气欧洲热夏天的前兆 Trager-Chatterjee 克里斯汀 1 穆勒 理查德·W。 1 Bendix Jorg 2 林 Gwo-Fong 1 德国Wetterdienst 135年法兰克福Straße 63067年奥芬巴赫是主要 德国 dwd.de 2 实验室气候学和遥感 地理学系 菲利普斯大学 Deutschhausstraße 10 35032年马尔堡 德国 uni-marburg.de 2014年 24 11 2014年 2014年 04 09年 2014年 06 10 2014年 24 11 2014年 2014年 版权©2014年克里斯汀Trager-Chatterjee et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

夏季的预测与季节性明显的干旱和热浪规模是具有挑战性的,尤其是在温带地区,因为他们的发展还没有完全理解。因此,监测和分析这样的夏天关闭这些知识差距是重要的任务。在之前的论文中,作者提出了暗示极端萨默斯连接在冬天春天过渡季节与特定的条件。在这里,这些发现的上下文中进一步讨论和分析了地球的循环系统。没有证据表明北大西洋涛动之间的连接或北极涛动在冬天春天过渡和非常炎热和干燥的夏季。然而,检查重力势在850 hPa表明Greenland-North Sea-Dipole与极端萨默斯在中欧。这个小说的动机引入Greenland-North Sea-Dipole-Index, GNDI。然而,使用这个索引作为预测会导致一个假警报,一个错过的事件时间序列分析(1958 - 2011)。提示是发现“dipole-summer”连接的干扰是由于厄尔尼诺南方涛动(ENSO)。考虑ENSO的效果,这部小说欧洲中部的干旱指数(塞地)已经被开发出来,它是由GNDI和二元ENSO时间序列指数。 The CEDI enables a correct indication of all extremely hot and dry summers between 1958 and 2011 without any false alarm.

 1。介绍

夏季极端干旱和热浪显著影响人类健康。在2003年夏天热,例如,几千主要是老年人的病在欧洲中部 1),可能由于危险的脱水 2)和/或心血管疾病( 3]。在对人类福祉的影响热夏天有不利的经济影响,例如,在农业( 4)和林业( 5]。在一些地区发生严重的供水问题。由于作物歉收引起的经济损失估计2003年的热浪在12.3美元( 6]。此外,夏季非常炎热和干燥增加森林火灾的风险(例如, 7]),可能会增加落石在高山地区由于永久冻土融化加剧 8]。

很明显,夏季非常炎热和干燥的影响对人类健康和环境是非常必要的。极端天气无法避免,但适应和预防措施可以安装。然而,这需要足够的处理时间。因此,早期的和可靠的气象预测的极端高温和干旱事件可能大大有助于缓解上述不利影响,可以最大限度地减少其负面影响。

为了这样的季节性预测系统开发。季节性预测的目标并不是预测天气未来几个月在某一地点和时间,但估计占主导地位的流通体制在一个更大的地区在即将到来的几个月。这种类型的预测是基于Earth-Atmosphere-System低频振荡,如ENSO,作用于半球形到全球尺度( 9]。热带季节性预测系统执行比温带地区(例如, 9])。这是由于热带低频振荡的主导地位,而在extratropics主导内部可变性。即在extratropics Earth-Atmosphere-System的混沌性质有较大影响天气比低频振荡政权,而前者更难以捕捉在季节性预测比后者。

特别是极端的预测萨默斯在温带地区,在2003年的欧洲,仍然是具有挑战性的( 10]。

提高技能的预测在温带地区夏季是各种研究方法的目标。例如,南美洲等。 11)开发了极端的预测指数(EFI)季节性规模。通过扩展合奏ECMWF季节性预测系统的预测S4全身温度和降水的气候模型,EFI措施的离去意味着气候和实际的预测模型。然而,EFI的性能评估是当前不可用。

孔雀舞,Doblas-Reyes 12)建议一个方法来校正模型输出与观测气候指标使用主成分分析来提高预测的夏天最高温度超过意大利。该方法是基于发现持续的极端温度事件在夏季由于大气环流异常之间的联系和发展当地气候异常。孔雀舞,Doblas-Reyes 12)得出结论,当动态预测系统捕获大型模式与当地气候异常,他们提出的标定方法”会导致更有技巧的和可靠的预测。“这个发现支持这一事实季节性预测是有可能的,因为低频振荡,即大规模的模式、影响区域气候的季节性,如上所述。

然而,可靠地预测问题的起源非常炎热的夏季的季节性规模背后的过程发展的知识差距导致这些极端 13]。要填补这个空缺是必要的分析非常炎热的夏季和气象情况前的时间框架。的严重影响热2003年夏天在欧洲可能原因之一热浪引起了广泛的兴趣,在公众和科学界,这个事件已经详细分析了各学科(见[ 14)和引用)。

一些作者分析和讨论了热浪的起源发展和气象学的范围内。讨论了持久的反气旋环流异常由几个作者作为中部纬度的夏季热浪的关键因素( 15- - - - - - 18]。2003年欧洲的热浪 14)以及美国(1995年和1999年的热浪在 19, 20.)的特点是500 hPa位势异常模式。相关的反气旋异常晴朗的天空和随后的加热地球表面由太阳的照射。这反过来生成稳定的大气分层,抑制局部对流。

此外,循环异常作为阻挡风暴跟踪和锋面系统(例如, 21)通常与大规模固定罗斯比波型费舍尔(见[ 14)和引用)。反气旋轨迹的空气包裹有界稳定的核心气旋的方式轨迹的覆盖面积远小于夏季典型年( 22]。航空包裹是“困”在反气旋。这种行为表明李雅普诺夫稳定平衡状态的本地区大气环流。酷热的夏天的特点是持久稳定的情况下,这也表明,大气环流区域平衡。这种非凡的稳定的大气状态可以想见一个特定的大气前体(初始状态)可能表示的发生非常炎热和干燥的夏季。这样一个指标可以用于早期预警问题。

实际上,经验提示已经发现的前体( 23极端的萨默斯在中欧的存在,夏天热的早期预测可能因此成为可能。

Trager-Chatterjee et al。 23]表明,非常阳光和干燥的夏天季节(June-July-August,环流在中欧之前是冬天春天过渡季节(February-March-April FMA)正(负)异常庞大的太阳能辐射(降水),如果厄尔尼诺南方涛动(ENSO)不是特别是极端。

在这项研究中夏季(June-July-August环流(最低)值最高的太阳能辐照度(降水)定义为非常阳光和干燥,导致严重的热浪。在这个范围1976年的夏天,1983年和2003年被确认为特别是极端。特别是极端意味着地区的季节性的太阳能照射在上面的10%,区域内降水的季节性资金的手段降低10%的时间序列分析。Trager-Chatterjee et al。 23]调查也冬天春天过渡February-March-April (FMA)之前,上述夏天在中欧(June-July-August,环流季节。他们发现在1976年和2003年菲利普-马萨的特点是积极的异常重力势在850 hPa和太阳辐照度和降水负异常。Trager-Chatterjee et al。 23)得出一个明确的阳光和干燥的菲利普-马萨的季节之间的连接和下面的极端萨默斯在1976年和2003年的存在。1983年强ENSO事件是观察,而不是一个“区域”FMA-JJA连接。数据 1和 2显示太阳表面照度和降水的异常各自的时期。

异常的区域多年平均季节(SRM的定义请参阅Trager-Chatterjee et al。 23])的太阳能辐射(Wm−2]在冬天春天过渡季节菲利普-马萨(绿色)和夏季环流(红色)在1958 - 2011年的时间序列。年标有数字(高度)极端异常FMA和/或环流。图取自Trager-Chatterjee et al。 23]。

异常的区域多年平均季节(SRM的定义请参阅Trager-Chatterjee et al。 23])的降水(毫米/月)在冬天春天过渡季节菲利普-马萨(绿色)和夏季环流(红色)在1958 - 2011年的时间序列。年标有数字(高度)极端异常FMA和/或环流。图取自Trager-Chatterjee et al。 23]。

基于上述研究结果,作者认为,稳定的状态在夏季极端热浪在中欧与特定的和独特的初始大气条件(前体)在前面的冬天春天。因此,提出,冬天春天的大气循环指标可用于季节性预测的极端夏季热浪。

本文新发现的大型环流异常负责发展的极端夏天的太阳照射过量和降水赤字在德国和邻近地区。本文因此有助于更好地理解极端萨默斯在欧洲的发展。总的来说结果支持其他作者的结果(例如, 12, 14, 24]),持续的发生极端温度的某些大气环流异常与当地/区域气候异常。然而,本文介绍了欧洲中部的干旱指数(塞地),可以计算与一个月前交货时间发作事件使用分析数据的位势和二元ENSO指数时间序列(最好),代表了ENSO的状态。因此没有必要发出早期预警模型的预测非常炎热和干燥的夏天在欧洲中部。此外,相比其他季节预测方法(例如,见上图),该指数很容易申请。

 2。材料和方法

本研究遵循的定义和选择非常的阳光和干燥的夏季Trager-Chatterjee et al。 23),根据太阳辐射和降水的极端。那些夏天显示最高的太阳能辐射和(与此同时)的最低数量的降水时间序列研究被定义为极端。请参阅Trager-Chatterjee et al。 23]关于数据源的更多细节和方法。同一时期(1958 - 2011)在Trager-Chatterjee et al。 23)是研究为了讨论潜在的前体非常阳光和干燥的夏季大气环流的分析。

地球的大气环流特征是一个复杂的非线性耦合微分方程组,这不是封闭的,因此不可以没有近似和简化。常用分析方法在大气科学,如经验正交函数(EOF) /主成分分析(PCA)与隐式线性化的系统,这可能包括极端的重要流程范围内。然而,根据作者的理解,有必要考虑全球环流系统的非线性改善流程的理解。基于这些考虑系统的一个广泛的实证分析提出了一起讨论和调查,建立了指数描述知名大型气候振荡的条件如北大西洋涛动(NAO),北极涛动(AO)和厄尔尼诺南方涛动(ENSO)。这些调查的结果导致两个小说的定义指标使用非线性关系。

这些小说的定义的指标提供的重力势在850 hPa欧洲中期天气预报中心(ECMWF)分析。40年的再分析数据集ERA-40 [ 25]1958 - 1988年期间和ERA-Interim数据集( 261989 - 2011年)。

北大西洋涛动(NAO)和北极涛动(AO)(北极涛动(AO)所描述的汤普森和华莱士( 27)作为一个跷跷板的水平压力(大气质量)”周围的环北极盆地和部分之间”)是非常重要的在欧洲和北大西洋中部天气和气候。因此,完善NAO和AO指数据Hurrell et al。 28, 29日节中讨论) 3.1。此外,一个新的指标,不同的压差指数,介绍了部分 3.2。这个索引的结果分析,850 hPa位势场和旨在描述一个潜在的非常阳光和干燥前体萨默斯在中欧。这个指数涵盖符类规模的发行量。然而,极端萨默斯也可能受到全球范围内循环的影响。

几个作者讨论的影响厄尔尼诺南方涛动(ENSO)季节性气候在欧洲(见[ 30.)和引用)。因此,ENSO的潜在作用的发展欧洲热夏天是讨论和分析部分 3.3,使用最好的指数据史密斯和Sardeshmukh [ 31日]。最好的指数的分析导致进一步的假定小说指数,旨在在天气尺度和全球尺度耦合。这是部分中讨论 3.4。

 3所示。结果和讨论 3.1。北大西洋涛动和北极振荡

北大西洋涛动是被广泛接受的是最重要的在北半球环流模式(例如, 32- - - - - - 35])。据几位作者,审计署与大西洋风暴路径密切相关的强度和方向(见[ 35)和引用)。在夏季,审计署不像冬天那么明显。因此其主导地位对欧洲的天气在冬天比夏天(例如, 24, 33, 34])。

另一方面,( 36冬天]发现,NAO / AO条件高度与压力相关异常在夏天在不列颠群岛。

这种相关性的原因可能是强烈的冬季NAO”可以与气候系统的慢组件(海洋…)离开持久的表面异常为接下来的部分,可能会显著影响气候的演变…”([ 37, 38],在[ 33])。

因此,调查是否NAO / AO指数可能有用的预测夏季热浪我们分析的行为NAO和AO时间序列1958 - 2011。

NAO基于PCA的季节性NAO指数(December-January-February-March DJFM)根据Hurrell et al。 28)(见图 3)。这个指数可以从NCAR(国家大气研究中心)/ UCAR(大学大气研究公司)气候数据指导主页(参见http链接( 28])。与车站NAO指数为基础,基于PCA的指数占NAO压力的运动中心亚速尔高压和大西洋低( 28]。这被认为是一个优势相比,基于车站PCA以来指数指数涵盖了大部分的大西洋(90°- 80°N和W - 40°E),从而捕捉行动中心不管他们的实际位置。

Hurrell北大西洋涛动指数的时间序列December-January-February-March基于主成分分析( 28]。

图 3揭示了年的夏天季节确定是非常晴朗的干燥不显示特征NAO索引值,表明NAO并不适合作为极端的夏季热浪的指标。

AO也是。分析北极涛动的可能的预测非常阳光和干燥的夏天在中欧,冬季(DJFM)北极震荡指数(也被称为“北方的环形模式”)根据Hurrell在al。 29日),发表在NCAR / UCAR气候数据指导主页(请参见http链接( 29日]),使用。这个索引不仅指北大西洋(NAO),但对整个北半球海平面气压和被定义为后者的第一个EOF ( 29日]。同样在AO指数的时间序列,没有阈值可以确定年夏天非常极端的阳光和干燥的季节;参见图 4。

Hurrell北极涛动指数的时间序列December-January-February-March基于主成分分析( 29日]。

NAO和AO的分析提供任何暗示他们可能会适当的指标非常阳光和干燥的夏天在中欧。

 3.2。Greenland-North Sea-Dipole-Index (GNDI)

因为没有明确NAO / AO和的发生之间的联系非常阳光和干燥菲利普-马萨的季节和下面的极端环流的季节在中欧数据可以发现,北大西洋的大气环流进行了分析使用850 hPa的位势。在多年来特别是极端的阳光和干燥的菲利普-马萨季节格陵兰岛南部的一个明显的偶极子之间的异常结构(负压异常)和北海/ Fennoscandia(正压异常)被发现。图 5显示了一个示例的偶极子相比,每年冬季正常/春季和夏季的条件。

偶极子的例子:重力势异常850 hPa] 2003年和2005年。在菲利普-马萨前欧洲2003年炎热的夏天,偶极子显然是明显的地图(左)在2005年相对正常不明显(正确的地图)。红框显示区域总是捕捉到异常的同一方向前极端萨默斯在中欧。

在NAO相比,通常称为子午压力梯度在北大西洋( 33)、菲利普-马萨位势异常地图前极端萨默斯(例如,图中所示的2003年 5),而格陵兰南部之间的显示区域压力梯度和北海/ Fennoscandia。

定量分析这种偶极子,意味着格陵兰岛南部地区的异常值(−50.96°−34.78°经度,纬度55.27°到66.88°,红框在格陵兰岛图 5)和北海(−3.46°到9.34°经度,纬度51.93°到61.82°,北海如图红框 5)计算和正常化标准差为1958 - 2011年时间序列的两个偶极子区域。这些值的指数函数的区别是引入小说Greenland-North Sea-Dipole-Index (GNDI)。方程( 1)提供GNDI的数学定义。指数函数的使用是出于之后才发现明显的发生巨大差异位势异常之间的偶极子中心,非常阳光和干燥的夏天季节发生。因此,强烈的异常差异强调需要强于较弱的差异。进一步,利用非线性函数的非线性特性占循环系统(见部分 2)。 (1) GNDI = 经验值 ⁡ ( N 一个 - - - - - - G 一个 ) , : (2) N 一个 = 一个 y N - - - - - - 一个 ¯ N σ 一个 N , (3) G 一个 = 一个 y G - - - - - - 一个 ¯ G σ 一个 G 。

在这里, 一个 位势的异常, 一个 ¯ 是算术平均值, σ 一个 的标准偏差是异常。 G 和 N 分别描述北海和格陵兰岛地区。的时间序列GNDI图所示 6。

时间序列的Greenland-North Sea-Dipole-Index。

对齐的GNDI热夏天1976年和2003年显示了一个阈值> 20。在GNDI在菲利普-马萨超过20年,一个非常晴朗的和干燥的夏季将为中欧表示。年超过GNDI 20 1959, 1976, 2003, 2011。FMA季节的所有四年超过GNDI 20显示大的正异常的太阳能辐射和降水在中欧的大量负异常;参见图 1和 2。

的两年,1976年和2003年,都是非常极端的夏天对于高太阳能辐照和低降水时间序列,也就是说,在太阳辐照量最高的10%和最低的沉淀量(高度极端萨默斯的定义请参阅Trager-Chatterjee et al。 23])。

偶极子的情况与高度相关的极端萨默斯可能描述与大气相关联的动态流的稳定解。这种稳定的大气环流在1976年和2003年观察到的优势反气旋天气条件在欧洲中部,主要存在于整个夏天冬天春天过渡。稳定的反气旋决定了高(低)太阳能照射(降水)。太阳能辐射和降水反过来确定土壤水分是发展的一个重要因素强烈热浪( 14, 39)由于其重要性的发展(或抑制)对流云和降水( 23, 40]。

因此研究结果提供提示条件之间的连接在冬天春天过渡的北大西洋环流和下面的欧洲中部的夏季。即偶极子与负重力势异常在格陵兰岛和积极的位势异常在北海期间/ Fennoscandia]是一个有价值的指标非常阳光和干燥的夏天季节在中欧。

根据定义Trager-Chatterjee et al。 23)1959年夏天并不在极端之间的高度夏季极端但萨默斯(lawrence summers)也就是说,在太阳能辐射最高的20%和最低的降水,因此没有反驳上述连接。

然而,夏天热的评价中执行Trager-Chatterjee et al。 23]表明GNDI每年会导致“假警报”和“错过了事件”:一年2011年假警报GNDI值明显高于阈值(见图 6),这是与一个非常晴朗的干燥菲利普-马萨的季节,但接下来的夏天已经接近正常太阳辐照量,比平时更多的雨;也就是说,它绝不是非常晴朗的干燥。1983年与错过的事件,有一个GNDI值远低于阈值,但多云和湿FMA紧随其后的是一个非常阳光和干燥的夏季。在以下前(2011年)被称为一场虚惊,后者作为一个错过的事件(1983)。在1983年和2011年的偶极子比1976年和2003年显示出不同的行为。两年(1983、2011)之间的偶极子改变极性FMA和环流(没有显示)。这可能表明,在这两年的偶极子的连接下面的夏天是被另一个干扰大规模流通。

事实上,在这两年,大规模的厄尔尼诺南方涛动(ENSO)是一个极端的状态。在2011年假警报,一个很强的拉尼娜事件是公认的,在1983年,与错过的事件,一个强大的厄尔尼诺现象是公认的,都可能影响大型循环也在北半球,因此在欧洲夏季条件。

 3.3。ENSO的干扰

在分析,发现了两个夏天的GNDI不是一个合适的指标。1983年,GNDI表示正常的夏天,但夏天非常炎热和干燥后发生菲利普-马萨(错过了事件)多云有雨。2011年,另一方面,GNDI表示一个炎热和干燥的夏天,但夏天相对较“正常”的太阳辐射和高降水发生(假警报)。

2011年,格陵兰岛南部和北海之间的偶极子/ Fennoscandia存在于菲利普-马萨,但不是在环流(没有显示)。这意味着,在那一年大气平衡/连接可能干扰(叠加)由另一个效果。1983年,情况亦然:偶极子明显但相反极性;因此GNDI接近0,但以下环流非常炎热和干燥。

如前所述在Trager-Chatterjee et al。 23),错过的事件和假警报是伴随着强烈的厄尔尼诺南方涛动(ENSO)事件在冬天季节1982/83和2010/11(请见图 7)。我们认为这不是一个巧合,但ENSO是令人不安的因素,进一步讨论和分析,以下。

最好辛普森指数的时间序列,根据( 4]。今年日期指今年1月表示,今年12月之前(例如,1959是指1958年12月和1959年1月)。正值表明厄尔尼诺事件;负值表示拉尼娜事件。最好的指数是极端年根据GNDI假警报或错过的事件。

人们普遍认为厄尔尼诺南方涛动(ENSO)是最重要的一个 30.和强大的 41)全球气候模式( 42]。其影响不限于热带太平洋,但它会影响天气和气候全世界( 42]。ENSO的总结描述及其对欧洲气候的影响可以在评审论文的 30.]。

Broennimann [ 30.)得出结论:ENSO影响欧洲与许多其他机制(例如,太平洋年代际振荡,热带太平洋、大西洋和NAO),不同与各自的ENSO事件的强度和位置,和其他环境调制现象,如火山喷发。也就是说,ENSO诱导对欧洲气候变量的影响。

然而,一些共同的特征出现在厄尔尼诺(拉尼娜)冬天可以被识别为欧洲:更多的气旋(反气旋)压力系统厄尔尼诺(拉尼娜)事件相关的更多(更少)降水在欧洲西部和中部,相反在北欧 43]。

旁边其他人刘和纳 44),Herceg Bulić和Kucharski 45)表明,ENSO事件可能导致海温异常在大西洋。作为一个可能的物理解释ENSO事件之间的联系和北太平洋海温异常和大西洋刘和纳 44描述一个“大气桥”:他们的模型实验展示,一连串的air-sea-interactions造成“热量和辐射通量海气界面”。在他们的模型实验这一连串的air-sea-interactions从ENSO地区需要4个月交货时间影响北大西洋。海温异常的反馈在中欧天气需要额外的时间。ENSO事件通常发生在圣诞节“大气桥”作为一个可能的物理解释的影响ENSO对欧洲春天和夏天的条件。

总之,几个作者显示明确的证据表明,ENSO事件影响天气在中欧(见[ 30.)和引用)。因此,很可能极端ENSO事件打扰/重叠天气冬天春天过渡之间的连接和随后的夏天。的ENSO事件在1982/83和2010/11特别是极端,这是一个不言而喻的假设通常拉尼娜现象的原因一直是一个阳光灿烂的2011年,而多雨的夏天,尽管GNDI价值高,而厄尔尼诺现象的原因一直是一个非常晴朗的和干1983年夏季,尽管GNDI价值较低。因此,极端ENSO事件很可能是GNDI的“失败”的原因。

即由于极强的ENSO事件在1983年和2011年两年的气候在夏天不是前北大西洋冬天春天条件的结果。相反,异常在这两个季节,菲利普-马萨和环流,这几年可能Earth-Ocean-Atmosphere系统的相互作用的结果由ENSO强烈影响诱导过程。因此,多年来与GNDI极端ENSO事件本身并不是适合表明夏季炎热和极端。

执行的分析表明,到目前为止为指标的定义为极端的阳光和干燥的夏季Greenland-North Sea-Dipole以及ENSO必须被考虑。因此,最好的组合指数,代表ENSO和GNDI代表的力量Greenland-North Sea-Dipole,可能导致索引可以用来改善夏季炎热和干燥的可预测性大大在中欧。这导致小说的介绍欧洲中部干旱指数(塞地),这是在下一节中讨论和评估。

 3.4。欧洲中部的干旱指数(塞地)

占ENSO影响中欧夏季气候的发展,部分中讨论 3.3GNDI结合是最好的指数,衡量ENSO的状态( 31日]。负的最佳值表明拉尼娜现象和积极的最佳值表明厄尔尼诺事件。

GNDI和最好的结果在欧洲中部的干旱指数(塞地)。几个测试都是找到一个适当的定义塞地针对识别尽可能多的非常极端的萨默斯在4月底的时间分析,同时保持尽可能低的假警报的数量。在下面展示的所有塞地定义,最好的指数被认为是这样一种方式,只有很强的ENSO事件对塞地的价值产生影响。这种考虑的结果中给出的结果部分 3.3,产生的假警报和错过的事件随后GNDI配合几年,很强的ENSO事件后(见部分 3.3和数字 6和 7)。这一发现可以解释与欧洲和南太平洋之间的距离大,ENSO发生的地方。也就是说,只有很强的事件有能力把信号送到欧洲和足够强大没有(完全)掩盖了其他障碍,讨论在Broennimann [ 30.]。定义的塞地最好的平均指数的绝对值在初冬季节(辛普森)菲利普-马萨的赛季前GNDI指使用。使用最好的绝对值的优点是塞地提供信息的代数符号是否GNDI(积极)或ENSO(消极的)极端萨默斯的驱动因素。

结果不同的塞地给出以下定义。

塞地v1是ENSO的方式定义术语只是应用如果绝对最佳值超过2。在较弱的ENSO事件的情况下,Greenland-North Sea-Dipole主导夏季的发展: (4) 清洁能源 我 v 1 = GNDI - - - - - - 东德(BES) T d j , 如果 东德(BES) T d j ≥ 2 GNDI 其他的 , 在哪里 东德(BES) T d j 最好的平均指数的绝对值在初冬季节(辛普森)之前的菲利普-马萨GNDI引用。

的时间序列 清洁能源 我 v 1 第一行所示图吗 8。尽管区分弱和强事件在这个定义中,塞地值几乎没有不同于GNDI值( 6)。因此,错过了假警报事件(1983)和(2011)使用这个定义不消除。这是由于GNDI之间的不平衡和最佳:GNDI的指数函数被定义为偶极子中心的异常的区别(见部分 3.2)。即大位势异常偶极子的差异导致大价值观和价值观导致微小差别。然而,使用指数函数的最佳指数不是一个选择,因为它会抑制大负值最好的指数,表明显著的厄尔尼诺事件。

三个不同的时间序列塞地定义进行了讨论。

为了平衡的影响Greenland-North Sea-Dipole (GNDI表示)和ENSO(表达最好的术语)最好的2的幂指数。导致的定义 清洁能源 我 v 2 如下: (5) 清洁能源 我 v 2 = GNDI - - - - - - 东德(BES) T d j 2 , 如果 东德(BES) T d j ≥ 2 GNDI 其他的 。

然而,我们可以看到的时间序列 清洁能源 我 v 2 (图 82,中间行)的力量仍太脆弱,发音适当大的ENSO事件。

因此,在 清洁能源 我 v 3 3最好的指数应用的力量: (6) 清洁能源 我 v 3 = GNDI - - - - - - 东德(BES) T d j 3 , 如果 东德(BES) T d j ≥ 2 GNDI 其他的 。

的时间序列 清洁能源 我 v 3 最后一行所示的图 8。高度1976年和2003年夏季极端清晰可见是著名的极端和超过20的阈值。也极端1959年夏季超过20的塞地阈值。1983年以前错过的事件也可以预测使用 清洁能源 我 v 3 和一个阈值−15。最后,2011年的假警报是不再发生, 清洁能源 我 v 3 显示了一个非常低的值。

基于这些结果,作者建议定义欧洲中部干旱指数(塞地)后( 6)。大积极塞地值与一个极端的偶极子异常在大西洋北部,因此与天气相关的规模。大负值表示强烈的厄尔尼诺事件夏天非常炎热和干燥的原因。因此,代数符号表明是否Greenland-North Sea-Dipole ENSO是占主导地位的司机的夏季的发展。很明显,如果塞地由很强的厄尔尼诺事件(负值)不同的阈值被应用。

由于低的极端夏天事件时间序列,提到的塞地以及阈值20−15,分别 | 东德(BES) T d j | 2的阈值不能最后评估。然而,塞地的技巧很高,支持讨论和假设。最后评价塞地和最后一个定义的阈值需要一个更大的数据库使用。当时这项研究20世纪开始再分析数据集( 46)还没有可用的。然而,这个数据集现在可能被用来进一步评估塞地和GNDI及其影响的发展在欧洲非常阳光和干燥的夏天季节。

 4所示。结论

讨论了持久的反气旋环流异常由几个作者作为中部纬度的夏季热浪的关键因素( 15- - - - - - 18]。这些环流异常块风暴跟踪和锋面系统(例如, 21]),通常与大规模固定罗斯比波模式(见[ 14)和引用)。此外,在反气旋中心的空气包裹轨迹相比,“困”正常萨默斯( 22),这是一个指标地区大气环流的李雅普诺夫稳定平衡。

持久稳定的大气状态很可能在夏季时间指标,在夏季之前是可见的。

事实上,在Trager-Chatterjee et al。 23]证据被发现非常炎热和干燥的夏季可能连接到具体情况在冬天春天过渡(February-March-April FMA),即在中欧阳光和干燥条件。这种联系可能是有用的热浪,提高可预测性。

在当下研究大气动态天气和全球范围内进行了分析,以获得更深入的知识冬天春天过渡(FMA)和夏季环流)连接所述Trager-Chatterjee等人及其扰动。此外潜在指数关于他们的适用性评估支持的预测非常炎热和干燥的夏天在中欧。

为此目的的潜在连接北大西洋涛动(NAO)以及北极涛动(AO)与极端萨默斯在中欧已被调查。没有证据的连环NAO和AO极端萨默斯被发现。相反,分析重力势异常大气环流导致的代理的引入Greenland-North Sea-Dipole-Index (GNDI)。这个指数是测量偶极子的强度异常的重力势在850 hPa在格陵兰岛南部和北海/ Fennoscandia。讨论,接近夏天的GNDI作为一个指标非常大的正异常太阳辐照和非常大的负异常降水在中欧。GNDI支持的结论Trager-Chatterjee et al . 2013年太阳能辐射和降水是一项重要的代理发展的阳光和干燥的夏天:大气压力机制,确定高太阳能辐照量和低降水数量已经被确认。

因此,监测Greenland-North Sea-Dipole预计将提高我们知识的北大西洋环流系统及其角色发展的极端中欧夏天的热(太阳辐射)和干旱。GNDI表示夏天热在2003年和1976年显示了1983年夏季热没有证据,错误地显示2011。

它分析了这些故障是否由于全球范围内ENSO干扰。事实上,证据被发现,极端ENSO是第二个主要推动力萨默斯一方面的扰动GNDI连接。

为了占两个,天气尺度和全球范围内的过程,一个耦合的指数,欧洲中部的干旱指数(塞地)。这个指数考虑的主导过程的耦合发展的极端夏天天气和全球范围内。综观小说GNDI规模和全球范围内的最佳指数作为衡量ENSO,使用。

与塞地的定义可以显示所有极端萨默斯在调查期间(1956 - 2011)没有任何假警报。结果显示,接近夏天的塞地作为指标具有极端正异常在太阳辐照和高度极端负异常降水在中欧。

然而,由于非线性性质的系统和硕士(定义)极端的出现频率低,塞地还不能预测技能的最终决定。而且可能需要进一步实证调整塞地。这可能为例,进行分析,再分析数据集达到进一步回过去比本研究中使用的数据集,通过监测塞地在未来。然而,调查时间的技巧塞地接近1(没有错过的事件,没有假警报)。这是一个强烈的暗示,北半球的描述耦合循环和ENSO是一个关键元素的理解和预测非常炎热和干燥的夏天在欧洲。作者的知识,这是第一次耦合综观北半球环流和ENSO表示在一个方便的耦合环流指数。因此,尽管塞地可能不是最终定义,它描述了发展的一个重要特性非常炎热和干燥的夏天在中欧。

 利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

 确认

工作提出了部分由EUMETSAT CM SAF的上下文中作为卫星应用设施网络的一部分。在这个研究位势ERA-40 ECMWF再分析数据集的数据( 25]和ERA-interim [ 26]。基于PC的NAO和AO指数据Hurrell已从NCAR的页面(国家大气研究中心)/ UCAR(大学大气研究公司)气候数据指南( https://climatedataguide.ucar.edu/)。作者感谢匿名审稿人的建设性的批评和乐于助人的评论,这大大促进了改善。

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