斜压波是对流层大气中常见的高频波动，频繁发生于温带地区，特别是风暴路径上空，常给中纬度地区带来灾害性天气。例如，与斜压波活动紧密相关的海上爆发性气旋，会对近海地区的生命和财产安全构成严重威胁。研究表明，斜压波往往以波包的形式出现在中纬度地区，表现出明显的向下游发展的特征，是季节内天气预报的重要信号。另外，斜压波引起的热量和动量的输送对阻塞高压和低频大气遥相关的形成和维持起到重要作用。因此，斜压波的形成和传播过程一直受到国内外科学界的广泛关注。
本研究使用扰动有效位能和动能方程，分析了冬季北太平洋斜压波包的发展和传播机制。结果表明，斜压能量转换、正压能量转换、瞬变涡旋反馈强迫是驱动斜压波的三个主要物理过程。斜压能量是波包的发展和维持的主要能源，而正压能量转换和瞬变涡旋反馈强迫是波包衰减的主要能汇，其中，气候态的东亚大槽和北美脊以及高低频波的相互作用在正压衰减和非线性衰减起有关键作用。特别是，研究发现，扰动位势的垂直通量及其散度在波包的发展过程中起有重要作用，它将对流层中层多余的斜压转换能量向对流层高层和低层传输，使这两层中的扰动得到发展。
上述研究成果由中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心诸葛安然博士后、布和朝鲁研究员、谢作威副研究员，联合北京大学物理学院大气与海洋科学系谭本馗教授完成。该研究由国家自然科学基金（41375060、41875065）资助。
论文信息：
Zhuge A, Tan B, Bueh C, Xie Z. 2023. Barotropic and nonlinear decay of the wintertime baroclinic wave packets over North Pacific: energetics analysis. Journal of Climate. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0667.1
图1. 斜压波包瞬变涡旋反馈强迫CKE及其高频、低频、高低频相互作用分量（从左至右，填色单位10-4 m2 s-3）在250 hPa的水平分布，时间从day-2到day+2，红（蓝）色表示正（负）值。
图2. 斜压波各层动能倾向项和各种转换/产生项随时间的变化曲线（单位：1013 kg m2 s-3），分别对应(a)/(d)上层（400–100 hPa）、(b)/(e)中层（850–400 hPa）和(c)/(f)下层（1000–850 hPa）。