今年夏天,科学家们驾驶研究飞机穿越北极风暴中心,以更好地了解天气系统如何影响极地海冰。
北极气旋是夏季影响极地环境的主要危险天气类型。它们会影响海冰运动并引发冰迅速流失,这些效应本身会影响气旋的发展。
本月,两架飞机从挪威北极地区执行约 60 次任务,首次研究北极夏季气旋。这将创建关于冰和海洋如何与上方大气相互作用的最详细的物理图片,以便在天气和气候预测模型中更好地模拟这一点。
由于全球变暖,夏季北冰洋大片地区的海冰逐年变薄。这意味着风可以更容易地移动冰,进而影响天气系统。这使得预测北极环境的短期和长期变化都变得困难。
预计北极冰层的剧烈变化将对全球气候变得越来越重要,使其成为亟待研究的问题。
全球重要地区
雷丁大学大气动力学研究员、项目负责人约翰·梅斯文教授说: “人们对北极气旋的了解远少于温带地区的气旋,这使得它们更难预测。
“这个项目将从上方、下方和正中间检查北极夏季气旋。它将阐明海冰与上方大气之间的关系,这将为提高对气候变化如何影响这个全球重要地区的理解提供宝贵的数据。”
北极的气温上升速度比地球上其他任何地方都快。气候变化极大地改变了海冰,使海冰变薄并破碎,使其更容易受到风和风暴的影响。
北极夏季气旋的直径可达数千公里,可持续数天或数周,经常向南移动到北极圈外。
飞行时间为 7 月 27 日至 8 月 24 日。由于该地区最近的热浪,第一周的强北风暂时减缓了海冰的退缩。这和周末在斯瓦尔巴群岛上追踪的北极气旋的预测为首次飞行提供了理想的条件。
近距离研究天气系统
一组英国科学家正在英国南极(BAS)调查双水獭飞机上飞行,该飞机位于地球上最北端的小镇斯瓦尔巴群岛的朗伊尔城。自然环境研究委员会正在资助来自雷丁大学、东英吉利大学、英国南极调查局、国家大气科学中心 (NCAS) 和极地观测与建模中心的项目团队。
这些低空飞行发生在海洋和海冰上空,特别是在海冰正在破裂的地区。他们同时监测低层大气中的湍流、热量和水分,并详细测量海冰的物理特性,如表面高度、粗糙度和温度。
英国南极调查局航空部门负责人罗德·阿诺德说: “英国南极调查局很自豪能够以我们的科学和物流专业知识支持这项重要的研究。我们必须为研究人员提供近距离研究天气系统的能力,以了解我们不断变化的气候及其对环境的影响。
“我们的 Twin Otter 飞机以及机组人员在支持极地航空科学和物流方面的飞行经验使我们能够在这些任务中尽可能安全有效地完成这项工作。”
东英吉利大学气象学教授伊恩·伦弗鲁教授说: “我们将在斯瓦尔巴群岛的基地调查夏季北极气旋以及这些天气系统如何与海冰相互作用。
“近几十年来,北极海冰面积急剧下降,而旋风似乎会减缓和加速冰层的下降,具体取决于一年中的时间。物理过程尚不清楚,我们的目标之一是研究气旋对海冰的影响以及海冰分布对气旋的影响。”
来自法国和美国的科学家正在 SAFIRE ATR42 飞机上进行额外的飞行,该飞机配备了雷达和红外传感器。这些将在气旋条件下从上方对云的运动和其中的液滴进行 3D 测量。
第二个小组由海军研究办公室(美国)和法国国家科学研究中心和国家空间研究中心(法国)资助。它由来自动态气象实验室 (LMD)、实验室大气、观测空间、俄克拉荷马大学和美国海军研究实验室的科学家组成。
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