南亞夏季風降水年際變異影響東亞夏季降水的機理研究

《南亞夏季風降水年際變異影響東亞夏季降水的機理研究》是依託南京大學，由孫旭光擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：南亞夏季風降水年際變異影響東亞夏季降水的機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫旭光
• 依託單位：南京大學

項目摘要

東亞和南亞季風區夏季降水存在一定的年際遙相關關係，由於南亞季風區位於東亞季風區上游，南亞夏季風降水年際變異會對東亞夏季降水異常產生顯著影響。本項目從大氣對南亞季風區非絕熱熱源強迫回響的角度來研究南亞夏季風降水年際變異特徵及其對東亞夏季降水異常的影響。項目研究將明確東亞與南亞夏季風降水年際異常在季節和季節內尺度上的空間遙相關關係，診斷與之相聯繫的大氣環流和大氣非絕熱熱源的三維空間結構，揭示東亞大氣對南亞夏季風降水產生熱源的回響結構和機理，找到南亞夏季風降水年際變異影響東亞夏季降水異常的關鍵區，從高空中緯度西風帶波列（北支）和低空副熱帶西南氣流波列（南支）兩個方面揭示南亞季風區非絕熱加熱影響東亞夏季風降水異常的物理途徑，弄清這兩個可能途徑的動力過程和相對貢獻。研究所得成果可加深對亞洲夏季風系統內部降水年際變率特徵的理解，為利用南亞夏季風活動預測我國重大天氣氣候異常事件提供重要參考

結題摘要

東亞與南亞夏季降水異常之間存在一定的年際遙相關關係，南亞作為夏季降水最多的季風區和東亞上游地區，其降水異常可通過大氣凝結潛熱釋放改變大氣環流異常結構，從而對東亞夏季降水產生顯著影響。本項目利用觀測分析、數值模擬和動力學診斷相結合的手段，分析了東亞與南亞夏季降水年際異常的耦合關係，得到了與降水異常相聯繫的南亞季風區非絕熱熱源的三維空間結構，進一步揭示了東亞大氣環流對南亞夏季降水凝結潛熱釋放熱源強迫的回響結構，闡述了南亞季風區非絕熱加熱影響東亞夏季降水異常的物理途徑。結果表明，夏季，長江流域降水偏多對應於印度次大陸中北部降水偏少，華北地區降水偏多則對應於印度次大陸西北部降水偏多，這是東亞與南亞夏季降水異常最主要的兩個耦合模態，其中前者為大氣內部固有的年際變率模態，在海溫異常的作用下更明顯。這表明東亞夏季風與南亞夏季風具有密切的協同變化關係，兩者在物理上存在內在聯繫。南亞夏季降水主要以對流性降水為主，其產生的凝結潛熱釋放主要位於對流層中高層。裏海東部是Rossby波源異常的關鍵區，Rossby波沿東亞副熱帶西風急流向下游傳播，主要影響東亞中北部的大氣環流異常與降水。夏季不同月份副熱帶西風急流的位置和強度不同，造成了南亞夏季相同大氣非絕熱熱源強迫的回響不同，盛夏時（7-8月）副熱帶西風急流位置最北且強度最弱，東亞上空的Rossby波列偏弱、位置最北。南亞熱帶和副熱帶地區的夏季降水異常會通過低緯赤道附近東傳的Kelvin波或輻合輻散影響西北太平洋降水異常，而西北太平洋降水異常產生的大氣非絕熱加熱又會激發出東亞沿岸經向傳播的Rossby波列，影響東亞沿岸夏季降水。另外，在來自歐洲西北部中高緯大氣異常信號影響東亞和南亞氣候異常的過程中，南亞夏季降水還充當了中繼站和放大器的角色，傳遞並放大中高緯大氣異常強迫信號。以上所得研究成果加深了對亞洲季風區降水年際變率特徵的理解，為利用南亞夏季風活動監測和預測我國夏季降水異常提供了重要的科學基礎與參考。