对欧洲高温和低温极端事件的拉格朗日调查

由于温度极端对环境和社会有强烈影响，了解其潜在机制至关重要。尽管它们与大规模大气环流的关系已经得到了全面研究，但极端温度气团形成过程中的物理过程的作用仍不太清楚。本研究对1989–2009年期间，欧洲三个地区（英国、中欧、巴尔干）的0.1%最极端的六小时高温和低温事件进行了拉格朗日分析。结果揭示了极端温度气团轨迹上典型的运输模式和物理过程（绝热压缩、辐射、地表热通量）。欧洲的冷事件最常由来自北极和俄罗斯的冷空气团引起。向目标区域的输送特点是由于绝热压缩引起的温度上升，并且在英国的海洋环境中，也由于地表显热通量引起的非绝热加热。尽管沿轨迹的升温，相关的2米温度升高的极端性，源于气团向气候较温和地区的位移。热事件通常与较弱的水平运输相关，但由于增强的辐射和表面热通量引起的强绝热升温和局部温度上升。这种原位升温在中欧尤其强烈。沿轨迹评估温度演变表明，高温和低温极端事件的发展时间尺度相似，大约为2–3天。这个时间尺度主要由高温极端事件的物理过程设定，而低温极端事件则受平流运输控制。本研究中应用的诊断方法提高了过程理解，能够为更准确的温度极端预测提供基础。