跳动城乡网海洋和大气之间的相互作用在塑造地球气候方面发挥着至关重要的作用。海面温度的变化可以使大气加热或冷却，大气的变化也可以对海洋表面产生同样的作用。这种能量交换被称为“海洋-大气耦合”。
现在，九州大学的研究人员发现，当全球广大地区的气候条件发生变化时，这种海洋-大气耦合会增强北半球的遥相关模式。在他们最近的研究中，研究小组模拟了海洋耦合对大气环流模式的影响，发现温带海洋-大气耦合会导致更多蜿蜒的急流，这与极端天气事件有关。
海洋-大气耦合在热带地区最为强烈，这种耦合是造成赤道太平洋著名的“厄尔尼诺-南方涛动”的原因。厄尔尼诺南方涛动又通过形成大范围的大气环流模式，即遥相关模式，远程导致中纬度地区出现蜿蜒的急流。
在热带地区之外的中纬度地区，海洋-大气耦合对遥相关模式的影响尚不清楚。然而，它在极端天气事件发生中的重要性不容忽视，特别是在气候危机的背景下。
在《通讯地球与环境》杂志上发表的一项研究中，由九州大学应用力学研究所助理教授MasatoMori领导的研究小组与东京大学、富山大学和日本海洋地球机构合作科学技术为这一现象提供了新的视角。
“因为当急流波动很大时，极端天气事件更有可能发生——就像当遥相关模式的幅度很大时——了解形成和维持所述遥相关模式的机制非常重要，”森解释道。
为了研究温带海洋-大气耦合的作用，研究人员进行了两次模拟：耦合运行，考虑了温带海洋和大气之间的相互作用;非耦合运行，忽略了两个组成部分之间的相互作用。
模拟研究了北半球冬季(12月至2月)期间海洋-大气耦合对遥相关模式的影响。通过气压和温度等大气变量来评估耦合对大气环流模式的影响。
在模拟中，研究人员观察到大气变量的显着变化，特别是在北太平洋、北大西洋副极地以及西伯利亚沿岸巴伦支海-喀拉海地区周围的欧亚大陆北部。这些变化表明与没有这种相互作用的模拟相比，遥连模式发生了变化。
“温带耦合选择性地增强了三种主要变率模式的方差，分别解释了太平洋/北美、北大西洋涛动和暖北极冷欧亚模式总方差的13%、11%和10%，”森说。
在耦合运行中，海洋和大气之间的热交换减少了空气与海洋的热差。结果，从海洋释放到大气中的热量减少，导致动能增加和更加蜿蜒的急流。相反，当海洋分离时，海面温度不会对大气波动做出反应。较大的温差会释放更多的热量，从而减少蜿蜒的喷射流。
“本研究基于最先进的全耦合模型的大型系综模拟来量化耦合效应。此外，它揭示了耦合如何选择性地增强多种主要的变异模式，不仅是热力学上的，而且是动态上的，”Mori总结道。。
值得注意的是，研究人员指出，由于模型偏差和仿真设计问题，仿真可能低估了耦合效应。尽管如此，关于北半球海洋-大气耦合影响的新知识可能有助于通过改进气候模型来改善面对气候危机时的气候预测。
