皇家88平台注册,亚洲季风是全球气候系统的重要组成部分之一,季风降水为全球60%人口的生产生活提供了保障,因此,亚洲季风变率和动力机制一直备受人们关注。东亚季风作为亚洲季风的子系统之一,与典型热带季风不同,其所处纬度较高,受到高低纬多种气候过程影响,演化机理更加复杂。在天文尺度上,地球轨道参数变化对东亚季风的主控作用虽已得到广泛承认,但仍存在很多现象难于解释。例如:
地质记录揭示的东亚冬夏季风的主控周期差异。以石笋为代表的东亚夏季风指标显示显著~20ka周期,而黄土粒度揭示冬季风~40ka周期更强;
不同东亚夏季风指标存在显著相位差异,石笋趋近于北半球夏季日射,风成沉积则同南半球日射接近。

厄尔尼诺-南方涛动是年际尺度上最重要的气候系统。围绕着ENSO对东亚夏季风的影响,前人已经开展了大量的工作,同时研究也指出了1950年代以来,东亚夏季风-ENSO关系并不是稳定不变的,而呈现着显著的年代际变化。但由于资料长度限制,东亚夏季风-ENSO关系的变化原因众说纷纭,内部变率和外强迫的相对作用并不清楚。

ENSO循环包括El Niño和La Niña两种基本状态,El
Niño时热带中东太平洋海表温度偏高,而La Niña时则相反。大量研究表明,在El
Niño衰减年夏季,西太平洋副高偏西偏强,长江流域降水偏多。与El
Niño相比,La Niña的影响较弱,一般简单归结为El Niño的反对称。

中科院地球环境所石正国博士同刘晓东研究员等通过对海气耦合模式280ka加速瞬变试验结果的分析对以上两种现象提出可能的机理解释。其一,同地质记录一致,模拟结果显示东亚冬夏季风也呈现显著不同周期变化。东亚夏季风变率呈现显著
~20ka周期,表明其受岁差参数决定的局地海陆热力差异主控,而东亚冬季风的~40ka组分更加突出。斜率参数可通过对经向日射对比的调制影响经向热力环流强度从而达到控制东亚冬季风的结果。其二,东亚夏季风降水变率在中国南北方呈现明显区域差异,具体表现为岁差尺度上的反相位关系。其中北方夏季降水同南半球夏季日射同相,南方降水同北半球日射同相。这种反相关系同古ENSO海温变化联系密切,赤道东太平洋海温极大时,东亚夏季风显著增强,雨带北移,北方降水增加而南方降水减少。

中国科学院大气物理研究所宋丰飞(现为Scripps海洋研究所博士后)和研究员周天军基于20世纪再分析资料,发现在整个20世纪,东亚夏季风-ENSO关系也不是稳定的:1892-1912和1979-1999年是高相关期,而1914-1934和1958-1978年是低相关期。在高相关期,厄尔尼诺会通过印度洋激发大气开尔文波,在西北太平洋地区产生反气旋,从而影响东亚夏季风。但在低相关期,这种影响消失或较弱。利用15个CMIP5模式的集合平均去除外强迫后,东亚夏季风-ENSO的关系几乎没有改变,说明气候系统内部变率起了关键作用。进一步分析发现太平洋年代际振荡在其中扮演了重要角色。在IPO的正位相,中国东海偏暖,触发对流,减弱了西北太平洋副热带高压,使得降水偏多。这将使年际尺度上开尔文波所致的反气旋能抑制更多的降水,从而产生更强的西北太平洋反气旋。所以,IPO通过调制西北太平洋副热带高压影响东亚夏季风-ENSO关系。

中国科学院大气物理研究所薛峰等基于多年再分析资料研究了La
Niña年东亚夏季风和东亚夏季降水的季节内变化。结果表明,在La
Niña年冬春季,西太平洋暖池海温偏高,导致夏季暖池对流偏强,西太平洋副高偏向东北。这种异常型随季节进程有明显变化,7月异常达到最大。此外,La
Niña年东亚降水呈纬向型分布,中国东部降水偏少,西太平洋海面降水偏多。与此相比,El
Niño年降水呈经向型分布,热带降水偏少,副热带和中纬度降水偏多。

该成果分别发表在Climate of the PastQuaternary Science
Reviews
杂志上。(Shi Z., Liu X., Sun, Y., et al., Distinct responses
of East Asian summer and winter monsoons to astronomical forcing.Climate
of the Past,7, 1363-1370,2011.; Shi Z., Liu X., Cheng X., Anti-phased
response of northern and southern East Asian summer precipitation to
ENSO modulation of orbital forcing. Quaternary Science Reviews, 40,
30-38, 2012)。

论文信息:Song Fengfei, Tianjun Zhou,2015: The crucial role of internal
variability in modulating the decadal variation of the East Asian summer
monsoon-ENSO relationship during the 20th century, Journal of Climate.

28, 7093-7107.

在La
Niña年夏季副高东退偏早,造成东亚夏季季节进程加速,长江流域梅雨开始和结束均偏早,梅雨量偏少,因此La
Niña信号对梅雨预报有重要意义。与此不同,El
Niño年东亚夏季风最大异常出现在8月。因此,尽管El Niño信号在统计意义上比La
Niña强,但除强El Niño之外,El
Niño信号对梅雨预报意义并不大。因此,不能简单将La Niña的影响认为是El
Niño的反对称。

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