自然气候系统非常复杂，行为混沌，即使使用最先进的技术：超级计算机、卫星、综合观测网络等，气象学家也很难准确预测超过10天的情况。一涉及春末和夏季降水异常的预测技巧，情况尤其如此。这些时期有大量极端气候事件（如干旱和洪水），因此改善这些时期的预测至关重要。
世界气候研究计划（WCRP）和世界气象组织（WMO）世界天气研究计划（WWRP）联合开展了一个项目（称为‘次季节-季节预测（S2S）项目’），自2023年以来，该项目一直在解决两周到三个月的天气-气候预测挑战。
早在20世纪80年代初，人们就开始对这一研究领域产生兴趣，最开始是发现了厄尔尼诺如何影响天气模式。厄尔尼诺是一种导致东太平洋表面温度上升长达一年的自然现象。
人们发现‘厄尔尼诺增加了某些全球天气状况发生的可能性’，从而为S2S预报时间范围提供了一个可预测的来源。类似地，大西洋和印度洋的某些海洋温度条件增加了区域性和远端天气结果发生的可能性，如热带和季风区降雨量的变化以及影响重大风暴的强度。每个新发现的因素都提高了气象学家预测数月甚至一个季节的天气的能力。
自21世纪初以来，加州大学洛杉矶分校著名教授薛永康及其团队一直在研究土地温度和生态系统如何影响气候模式和预测。
他最近发表在《美国气象学会公报》上的论文由一群国际精英科学家共同撰写，发现了青藏高原（TP）的土壤温度变化会影响主要气候模式，如东亚季风。该天气系统提供了次季节性-季节性降雨，有助于在超过10亿人口的土地上种植食物，提供水资源，维护生态系统。青藏高原的土壤温度改变了从喜马拉雅山脉到孟加拉湾（季风水分的来源）的温度梯度。反过来，这影响了高低压系统的模式、风（气旋/反气旋）流和急流—一种对‘风暴带来大降水的地方’有强大影响的高层大气气流。研究发现，青藏高原温度较低，长江流域南部更有可能出现弱季风，而温度较高，则更有可能出现强季风，亚洲季风区的洪水趋势增加。
这种效应反映了薛教授在北美的研究发现的一个现象：当落基山脉在春季温度较低时，南方平原在夏季更有可能出现干燥天气或干旱情况。相反，春天温度较高，更有可能出现潮湿天气，包括极端洪水，如休斯顿2015年阵亡将士纪念日的灾难性洪水。
这项最新研究还发现，这两个山脉系统的温度波动通过青藏高原-落基山环球型波列（TRC）（一种跨越太平洋的高低压交替系统的模式）相关联。青藏高原春季地面温度异常产生的扰动调节了青藏高原经东北亚和白令海峡到北美西部的TRC波列，从而对北美气候产生了重大影响。本质上，当青藏高原变暖时，落基山脉变冷，反之亦然。
该研究发现，“这不仅仅是青藏高原的温度影响中国东部低地平原和落基山脉影响南部平原的降水，这类影响是全球性的”。即使是地表温度一两摄氏度的变化也会产生重大影响。这是因为像青藏高原这样的高海拔地区有广泛的地理覆盖范围，它覆盖了大约一百万平方英里的土地，平均海拔接近15,000英尺。
青藏高原发生的扰动的影响通过大气环流的特点（如TRC）转移到全球，而没有复杂的地表反馈过程来干预。引入青藏高原地面温度效应，通过一组多模式实验（见附图）确定了青藏高原地表温度具有显著影响的八个热点区域。在全球的一些地方，气温变化导致了高达40%的降水异常。
为了取得这一进展，在全球能量和水循环（GEWEX）计划下组织了一项名为“初始化地表温度及积雪对次季节-季节预测的影响”（LS4P）的国际工作。全世界有40多个机构（其中许多是大型气候研究中心）参与了20多个气候模型的研究。这些模型基于有和无青藏高原土壤温度变化影响的情况下的测量数据模拟气候结果。这项研究首次发现了青藏高原土壤温度与全球气候和天气现象之间的关系。
薛教授强调，需要进行更多的研究来进一步了解青藏高原温度异常的机制和原因。这项研究由世界气候研究计划组织，由美国国家科学基金会资助，其目标是提高预测未来几个月甚至几个季度天气状况的能力。
该示意图基于Xue等人（2022）的研究，旨在展示TRC的全球影响和可能的热区。方框内的彩色阴影是LS4P多模式模拟的2003年6月降水异常（由于青藏高原的低地表温度和次表层温度（LST/SUBT）的影响）的快照，其他处的阴影区域显示了观测到的200hPa位势高度（GHT）异常（由于青藏高原低温）。绿条表示观测值，红条是每个热区的总体平均值。绿点代表p<0.1的统计显著性。细箭头是波活动通量，蓝色粗箭头表示TRC传播。
论
文
🔹论文标题：
Spring Land Temperature in Tibetan Plateau and Global-Scale Summer Precipitation: Initialization and Improved Prediction
🔹作者：
Yongkang Xue, Ismaila Diallo, Aaron A. Boone, Tandong Yao, Yang Zhang, Xubin Zeng,
J. David Neelin, William K. M. Lau, Yan Pan, Ye Liu, Xiaoduo Pan, Qi Tang,
Peter J. van Oevelen, Tomonori Sato, Myung-Seo Koo, Stefano Materia, Chunxiang Shi,
Jing Yang, Constantin Ardilouze, Zhaohui Lin, Xin Qi, Tetsu Nakamura, Subodh K. Saha,
Retish Senan, Yuhei Takaya, Hailan Wang, Hongliang Zhang, Mei Zhao, Hara Prasad Nayak,
Qiuyu Chen, Jinming Feng, Michael A. Brunke, Tianyi Fan, Songyou Hong, Paulo Nobre,
Daniele Peano, Yi Qin, Frederic Vitart, Shaocheng Xie, Yanling Zhan, Daniel Klocke,
Ruby Leung, Xin Li, Michael Ek, Weidong Guo, Gianpaolo Balsamo, Qing Bao,
Sin Chan Chou, Patricia de Rosnay, Yanluan Lin, Yuejian Zhu, Yun Qian, Ping Zhao,
Jianping Tang, Xin-Zhong Liang, Jinkyu Hong, Duoying Ji, Zhenming Ji, Yuan Qiu,
Shiori Sugimoto, Weicai Wang, Kun Yang, and Miao Yu
🔹附属单位：
Xue、Diallo、Neelin、Nayak—美国加州大学洛杉矶分校
Boone和Ardilouze—法国图卢兹CNRS、Météo-France、图卢兹大学、CNRM；
Yao,X. Pan、Li和W. Wang—北京中国科学院青藏高原研究所；
Y. Zhang、Y. Pan、Guo和J. Tang—中国南京大学大气科学学院；
Zeng和Brunke—美国亚利桑那州图森市亚利桑那大学；
Lau—美国马里兰州马里兰大学帕克分校地球系统科学跨学科中心；
Liu—美国加州大学洛杉矶分校、美国华盛顿州里奇兰西北太平洋国家实验室；
Q. Tang和Xie—美国加利福尼亚州利弗莫尔劳伦斯利弗莫尔国家实验室；
Oevelen—美国弗吉尼亚州费尔法克斯乔治梅森大学GEWEX国际项目办公室；
Sato和Nakamura—日本札幌北海道大学；
Koo—韩国首尔韩国大气预测系统研究所；
Materia和Peano—意大利博洛尼亚欧洲地中海气候会议中心气候模拟和预测部；
Shi—中国国家气象信息中心，北京中国气象局；
J. Yang、Qi、Fan和D. Ji—中国北京师范大学；
Z. Lin、Feng、Zhan和Qiu—中国北京中国科学院大气物理研究所；
Saha—印度浦那印度热带气象研究所；
Senan、Vitart、Balsamo和Rosnay—英国雷丁欧洲中期天气预报中心；
Takaya—日本筑波日本气象厅气象研究所；
H. Wang和Zhu—美国马里兰州帕克分校国家环境预测中心；
H. Zhang—中国北京中国气象局国家气象中心；
M. Zhao—澳大利亚维多利亚州墨尔本市气象局；
Chen—美国加州大学洛杉矶分校，南京大学大气科学学院；
S. Hong—韩国首尔韩国大气预测系统研究所，美国NOAA/ESRL和美国科罗拉多州博尔德市科罗拉多大学环境科学合作研究所；
Nobre和Chou—巴西卡舒埃拉保利斯塔圣若泽杜斯坎普斯国家太空研究所；
Qin—美国加利福尼亚州利弗莫尔劳伦斯利弗莫尔国家实验室，中国北京清华大学；
Klocke—德国汉堡马克斯·普朗克气象学研究所；
Leung和Qian—美国华盛顿州里奇兰西北太平洋国家实验室；
Ek—美国科罗拉多州博尔德国家大气研究中心，；
Bao—北京中国科学院大气物理研究所LASG；
Y. Lin和K. Yang—中国北京清华大学；
P. Zhao—中国北京中国气象局中国气象科学研究院；
Liang—美国马里兰大学帕克分校；
J. Hong—韩国首尔延世大学；
Z. Ji—中国广州中山大学；
Sugimoto—日本横须贺日本海洋地球科学技术机构；
Yu—南京信息工程大学
🔹通讯作者：
薛永康，yxue@geog.ucla.edu
期刊介绍
Bulletin of the American Meteorological Society
本刊是针对大众读者的AMS旗舰期刊，覆盖天气、水和气候领域的同行评审文章、简述、评论和趣事短文。
美国气象学会公报 /
BAMS
ISSN: 0003-0007
eISSN: 1520-0477
https://www.ametsoc.org/index.cfm/ams/publications/bulletin-of-the-american-meteorological-society-bams/
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