迁移风暴和被称为气旋和反气旋的当地天气系统被认为对我们全球天气系统的行为和特性有贡献。然而，探测气旋和反气旋的手段是有限的。研究人员首次展示了一种新的三维分析方法，可以量化单个气旋和反气旋对更广泛的天气系统的影响方式。这项研究有助于更长期的环流和气候研究，包括风暴特征在未来可能如何变化。

对许多人来说，旋风这个词可能会让人想到凶猛的暴风或绿野仙踪情节中心的龙卷风。然而，气旋和反气旋是一组更广泛的大规模天气现象，事实证明，它们对我们全球气候的运作方式至关重要。气旋只是围绕低气压区域旋转的风系统。这些往往表示下雨或暴风雨天气，在赤道以南顺时针旋转，向北逆时针旋转。相反，反气旋是围绕高压区域旋转的天气系统，往往表明天气更加平静和晴朗。它们以与任一半球的旋风相反的方式旋转。

“几十年来，大气科学家一直使用一种称为欧拉方法(以 18 世纪数学家莱昂哈德欧拉的名字命名)的技术来分析长期的三维大气数据，”高级研究中心的项目研究助理 Satoru Okajima 说。东京大学科学与技术 (RCAST)。“然而，该方法认为气旋和反气旋只是与背景平均值的偏差，而不是独立的实体。此外，与气旋不同，反气旋通常被无意识地忽视，可能是因为它们与较平静的天气有关。”

西风急流。由粗红色箭头表示的北西风急流对调节北半球的冬季天气尤为重要。信用：宇航局

Okajima、RCAST 的 Hisashi Nakamura 教授和以色列魏茨曼科学研究所的 Yohai Kaspi 教授采用了一种新技术，将数据与围绕低气压或高气压区域旋转的风与一直存在的背景风(如西风急流)隔离开来流，在两个半球的 30 度和 60 度之间的快速流动的气流。这种方法使团队能够评估气旋和反气旋对西风急流的局部曲率，主要是形状的影响。这与之前查看这些模式的一种标准方法(称为相对涡度)形成对比，后者无法揭示如此精细的细节。

“定量地将气旋与反气旋分开非常具有挑战性，沿途的许多尝试都失败了。但我们成功的方法现在可以应用于各种气候模型模拟，并有望帮助研究人员更好地预测我们气候变暖的未来，”冈岛说。“气候科学对我们所有人都很重要，因为它影响很多事情。但它也特别有趣，因为它结合了海洋学、水文学、计算机科学、物理学、化学和数学等众多子领域。我希望我们的贡献能够成为有用的气候科学家对不断变化的世界进行预测的工具。”