Future Tibetan Plateau Winter Warming Increases the Frequency of Negative PNA Events
通过仅包含大气的全球环流模型实验，本研究表明，未来青藏高原的冬季增暖将系统性地削弱副热带急流，并使太平洋-北美（PNA）型向更负的值偏移，从而增加北美负位相PNA事件的发生频率。
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位于亚洲心脏地带的青藏高原是一片广袤的高海拔陆地，它扮演着地球天气系统中巨大热机的角色。由于它比周围地形高耸得多，它吸收和释放热量的方式从根本上塑造了全球的大气环流。科学家们早已知晓，该地区的变化，特别是积雪覆盖和温度的变化，可以将天气效应的涟漪传送到数千英里之外，远达北美洲。在这些遥远的联系中，最显著的之一便是太平洋-北美模式（Pacific–North American pattern），这是一种由高压和低压系统组成的大规模排列，决定了美国和加拿大的冬季是温和还是严酷，是湿润还是干燥。随着全球变暖，青藏高原的热升温速度比地球上几乎任何其他地方都要快，这引发了一个关键问题：这种剧烈的升温将如何改变控制整个太平洋及美洲冬季的天气模式？
为了回答这个问题，挪威卑尔根大学的一个研究小组设计了一个受控实验，旨在分离出温暖高原所带来的特定影响。他们使用了一个先进的大气计算机模型，在两种不同的条件下运行了一个世纪。在第一种情景中，模型模拟了海洋温度固定的当前气候。在第二种情景中，他们人为地将青藏高原的地表温度提高了四摄氏度（这一变化与本世纪末的预测情况相当），同时保持海洋温度完全不变。通过保持海洋恒定，科学家们确保了大气中的任何变化都仅仅是由陆地加热引起的，从而剥离了自然海洋变率的干扰，以观察直接的因果关系。
结果揭示了一个清晰且强大的连锁反应。当高原变暖时，受热空气上升，在大气高层创造了一个辐散区。上升的气流产生了一个巨大的旋转高压系统，即反气旋，它对被称为副热带急流的强风产生了推力。这种相互作用减缓了急流，并将其出口点向西推移，使其进一步移入中北太平洋。正是在这个特定的位置，即快速移动的气流减速并扩散的地方，大气以波的形式释放能量。这些波动向下游传播，横跨海洋，并在北美洲上方沉降，将压力系统重新排列成一种特定的构型。
这种新的排列方式与一种被称为“太平洋-北美模式负位相”的模式高度吻合。在这种状态下，北美的天气会发生明显的转变：阿拉斯加和美国东部往往变得更加温暖，而美国西部则会变冷，加拿大西海岸的降雨量也会减少。研究发现，虽然这些天气模式的整体变率保持不变，但大气系统的平均状态发生了偏移。在模拟实验中，出现这种负向模式月份的频率从16%增加到了26%。这意味着，随着青藏高原持续升温，类似于这种特定模式（即美国西部气候更凉爽、更干燥的模式）的冬季可能会变得显著频繁。
研究人员强调，这一发现依赖于一种特定的模拟类型，即未包含移动海洋的复杂反馈机制，这表明现实世界中的效应可能更为强烈。以往的研究主要集中在积雪覆盖的变化如何驱动这些遥远的天气偏移，但这项工作证明，升温本身就是一个充分的驱动因素，且独立于积雪。研究表明，高原的热力强迫是一个主导因素，将系统性地改变未来的冬季环流。尽管升温与未来降雪事件之间的精确平衡仍存在不确定性，但证据表明，在未来，全球最高高原的加热过程在塑造北美冬季气候方面，将发挥比以往理解中更大的作用。
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