북미 지역의 여름 기온 변동 패턴 추세와 관련된 순환 패턴

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12536(2023) 이 기사 인용

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이 연구는 회전된 S 모드 주성분 분석을 사용하여 북미 지역의 아한대 여름 온도 변동 패턴을 특성화함으로써 지역 온도 추세와 관련된 순환 패턴에 대한 이해를 향상시킵니다. 우리는 북미 지역의 기온 변동 패턴의 장기 추세 및 연간 변동성과 관련된 기후 패턴을 조사하기 위해 격자형 관측 2m 온도 데이터 세트와 ERA5 재분석 온도 데이터 세트를 분석했습니다. 우리의 분석은 1979년부터 2022년 여름까지 일부 분류된 온도 변동 패턴 사이에서 연간 진폭(즉, 평균 상태로부터의 이탈)이 따뜻한 체제에 대한 신호를 보내는 중요한 추세를 보여주었습니다. 그린란드/캐나다 북동부 및 알래스카와 각각 관련된 온도 일관성 지역에 대한 고기압 순환 이상은 따뜻한 공기 이류 및 평균 이상의 기온의 증가와 관련이 있는 반면, 북동 태평양 연안의 저기압 순환은 따뜻한 공기 이류 및 온도를 향상시켰습니다. 북미 북서부 지역을 포함하는 일관된 지역의 증가. 지구 평균 육지 및 해양 온도의 ​​증가는 북미 지역의 따뜻한 체제와 관련된 대기 순환 진폭의 장기적인 증가와 밀접한 관련이 있습니다. 연간 시간 규모에서 그린란드/캐나다 북동부의 기온 상승은 북극 진동의 음의 위상과 밀접한 관련이 있습니다. 이러한 발견은 지구 온도 상승과 서부 열대 태평양의 온난화가 북미 지역의 온난화 체제와 관련된 순환의 진폭 증가에 미치는 조절 효과를 강조합니다. 우리의 결과는 또한 북극에 대한 고기압 순환의 강화가 관측된 해빙 범위 감소의 거의 68%에 기여한다는 것을 나타냅니다.

기후 동향은 기후 변화에 대한 귀중한 지표 역할을 하기 때문에 기후 연구의 기본 측면입니다1,2. 그러나 기후 변화는 평균 기후 상태의 급격한 변화로 나타날 수도 있으며, 이는 수십 년 동안 지속될 수 있습니다3. 관측된 지구 온도 상승, 상층 해양 온난화와 같은 기후 경향은 주로 인위적 강제력에 의해 발생하는 것으로 나타났습니다4,5. 기후 시스템에 대한 이러한 인간의 영향은 기상 패턴의 빈도 및/또는 강도를 변경하여 일일 기상 변동성을 변화시킬 수 있습니다6. 반면, 높은 지수 값과 낮은 지수 값 사이를 오가는 대규모 순환 모드의 이상 현상과 같은 내부 강제력은 기후 시스템의 평균 상태에 급격한 변화를 일으킬 수 있으며, 이러한 이상 현상이 외부 강제력의 방향과 동기화되면 가속되는 현상이 발생합니다. 기후 추세가 그럴듯해집니다7. 기후 변수의 장단기 변동성을 담당하는 기본 기후 변동 모드를 식별하는 것은 기후 예측의 정확성을 높이는 데 필수적입니다8. 이러한 기후 모드를 이해하면 기후 변동성과 변화를 주도하는 메커니즘에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있으며 기후 적응 및 완화를 위한 효과적인 전략을 알리는 데 도움이 될 수 있습니다. 극한 기온이 인간 건강9,10, 경제11, 생태계12에 미치는 심각한 영향을 고려할 때 북미 지역의 기온 변동 패턴의 장기적인 변화와 관련된 기본 기후 모드를 이해하는 것이 중요합니다. 이 지역은 폭염과 한파의 영향을 자주 받기 때문에13 연구해야 할 중요한 지역입니다. 본 연구에서는 대기 순환 변동성의 시간적 변화에 초점을 맞춰 이러한 기후 변동 모드를 분석할 것입니다.

여러 연구에서는 북미(일부)10,14,15,16,17의 온도 추세와 이러한 추세를 주도하는 가능한 순환 패턴(또는 날씨 유형)을 다루었습니다10,18. 19의 검토에서는 북미 지역의 극한 기온이 일반적으로 대규모 기단 이동과 연관되어 있음을 강조했습니다. 더욱이, 연구에서는 북미20,21,22의 원격 연결 패턴과 계절적 온도 변동성 사이의 연관성을 강조했습니다. Reference21은 태평양 북미 패턴과 북미 겨울 기온 사이의 강한 상관관계를 보고했습니다. 참고문헌 23은 북대서양 진동(NAO)이 북미 일부 지역의 종관 기상 유형 주파수에 영향을 미친다는 점을 강조했습니다. Reference24는 북미 일부 지역에서 서태평양(WP) 패턴, NAO 및 시원/따뜻한 날씨 유형 사이에 광범위하고 중요한 상관관계를 발견했습니다. 12월부터 3월 25일까지 엘니뇨 남방진동(ENSO)이 알래스카와 캐나다 일부 지역의 평균 이상의 기온과 상관관계가 있다고 보고되었습니다. 다른 연구에서는 북미 및 그 이상 지역의 대기 순환 패턴을 조절하는 다른 원격 연결에 대해 보고했습니다26,27,28,29. 예를 들어, 열대 태평양 SST는 ENSO가 일반적으로 최대 강도에 도달할 수 있는 겨울에 가장 큰 영향을 미칩니다. 비정상적인 열유속으로 인해 제트기류가 기후학적 위치에서 벗어나게 됩니다. 온대 저기압은 또한 엘니뇨와 라니냐 기간 동안 변동성을 나타내며, 이는 중위도 지역의 온도와 강수량 변동에 영향을 미칩니다26,27,28.