北米における夏の気温変動パターンの傾向に関連する循環パターン

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12536 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

この研究は、回転 S モード主成分分析を使用して北米の北方の夏の気温変動パターンを特徴付けることにより、地域の気温傾向に関連する循環パターンの理解を深めます。 私たちは、北米における長期傾向と気温変動パターンの年々変動に関連する気候パターンを調べるために、グリッド化された 2 メートルの観測温度データセットと ERA5 再解析温度データセットを分析しました。 私たちの分析により、1979 年から 2022 年の夏までのいくつかの分類された気温変動パターンの間に重要な傾向があり、年ごとの振幅 (つまり、平均状態からの逸脱) が温暖体制に向かう兆候であることが明らかになりました。 それぞれグリーンランド/カナダ北東部、およびアラスカに関連する気温の一貫した地域における高気圧循環の異常は、暖気の移流と平均以上の気温の上昇に関連しており、北東太平洋沿岸の低気圧循環は暖気の移流と気温を高めました。北アメリカの北西部を構成する一貫した地域での増加。 世界の陸地と海洋の平均気温の上昇は、北米の一部の温暖な状況に伴う大気循環の振幅の長期的な増加と強く関連しています。 年間の時間スケールでは、グリーンランド/カナダ北東部の気温上昇は、北極振動の逆相と強く関連しています。 これらの発見は、地球の気温上昇と西熱帯太平洋の温暖化が、北米の温暖体制に伴う循環の振幅の増大に及ぼす調節効果を浮き彫りにしている。 我々の結果はさらに、北極上での高気圧循環の促進が、観測された海氷面積の減少のほぼ68%に寄与していることを示している。

気候傾向は気候変動の貴重な指標として機能するため、気候研究の基本的な側面です1、2。 しかし、気候変動は平均的な気候状態の突然の変化として現れることもあり、それは数十年間続く可能性があります3。 観測された地球温度の上昇や海洋表層の温暖化などの気候傾向は、主に人為的強制力によって引き起こされていることが示されています4,5。 気候システムに対する人間の影響により、気象パターンの頻度や強さが変化し、日々の気象変動の変化につながる可能性があります6。 一方で、高指標値と低指標値の間で変動する大規模な循環モードの異常などの内部強制は、気候システムの平均状態に突然の変化を引き起こす可能性があり5、そのような異常が外部強制の方向と同期すると、気候変動は加速します。気候の傾向がもっともらしくなる7。 気候変数の長期および短期変動の原因となる、根底にある気候変動モードを特定することは、気候予測の精度を向上させるために不可欠です8。 これらの気候モードを理解することで、気候の変動と変化を引き起こすメカニズムに関する貴重な洞察が得られ、気候の適応と緩和のための効果的な戦略を知るのに役立ちます。 極端な気温が人間の健康9,10、経済11、生態系12に深刻な影響を与えることを考えると、北米における気温変動パターンの長期的な変化に関連する根底にある気候モードを理解することが重要です。 この地域は熱波や寒波の流行の影響を頻繁に受けているため13、研究が重要な地域となっています。 本研究では、大気循環変動の時間的変化に焦点を当てて、これらの気候変動モードを解析します。

いくつかの研究では、北米 (の一部) の気温傾向 10,14,15,16,17 と、その傾向を引き起こす可能性のある循環パターン (または気象タイプ) に取り組んでいます 10,18。 によるレビュー19は、北米における極端な気温は一般に大規模な気団の移動に関連していることを強調した。 さらに、研究では、北米における遠隔接続パターンと季節的な気温変動との関連性が強調されています20、21、22。 Reference21 は、北アメリカ太平洋パターンと北アメリカの冬の気温との間に強い相関関係があることを報告しました。 参考文献 23 は、北大西洋振動 (NAO) が北米の一部の概観気象タイプの周波数に影響を与えていることを強調しました。 参考文献 24 では、北アメリカの一部の西太平洋 (WP) パターン、NAO、および寒冷/温暖な気候タイプの間に広範囲にわたる有意な相関関係があることがわかりました。 12 月から 3 月にかけて、エルニーニョ南方振動 (ENSO) がアラスカとカナダの一部で平均気温を上回ると相関していると 25 が報告しました。 他の研究では、北米およびその他の地域の大気循環パターンを調整する他のテレコネクションについて報告されています26、27、28、29。 たとえば、熱帯太平洋の海面水温は冬に最も強い影響を示します。これは、ENSO が一般に最大強度に達する時期であるためです。 異常な熱流束により、ジェット気流がその気候学的位置から移動します。 温帯低気圧はエルニーニョやラニーニャの時期にも変動を示し、これが中緯度地域の気温と降水量の変動に寄与しています26、27、28。