冬夏亚洲大气环流演变对中国夏季降水型的影响及前兆信号研究

Up to date, there are uncertainties on the seasonal precipitation forecasting using by the model or statistics，and the combination method of statistical with dynamical . One of the main reasons is that the internal dynamic evolution process of the atmospheric circulation on seasonal scale and it responses to external forcing factor SST are not very clear. There are seasonal persistence characteristics from winter to follow summer for the anomalous heat source and SST as well as circulation which will effect on the aspect of circulation and climate variation in summer. Based on pentad and monthly precipitation dataset in china as well as wind, geopotential height and SST et al reanalysis dataset during 1958-2012 from NCAR\NCEP, the evolution of atmospheric circulation internal dynamic process (anomalous Rossby wave ）in seasonal and intra-seasonal scale and it responses to external forcing factor SST (such as the North Pacific, equatorial Pacific and India Ocean SST) from winter to summer will be studied by physical diagnosis and modern statistical method. The work will focus on the anomalous precipitation over Southern China in May and June，over Yangtze-Huaihe River Basin in June and July and Northern China in July and August and its associated with evolution characteristics of key physical parameters for atmospheric internal dynamic processes over Asian tropical and subtropical area from winter to summer. In order to improve the forecast ability of rainfall over Southern China, Yangtze-Huaihe River and Northern China in summer, the early SSTA at key area as the prediction singal of rainfall pattern over eastern China in summer will be studied.

迄今为此，无论是国内还是国外，无论是模式还是统计以及动力-统计相结合的方法对年际、季节时间尺度上的短期气候预测都存在不确定性，主要原因之一是对短期气候演变过程中大气环流内部动力过程及对外强迫因子响应的物理过程与规律并不十分清楚；前冬环流、热源和海温等异常都有跨季度持续性特征，并对夏季天气气候有重要影响。本项目根据中国1958-2012年逐侯、逐月降水资料以及NCAR\NCEP 风场、高度场及海温等资料，利用物理量诊断和现代统计学等方法，探讨5-6月（华南前汛期）、6-7月（江淮流域主汛期）及7-8月（华北主汛期）降水异常年冬-夏大气环流内部动力过程Rossby波活动异常与亚洲热带-副热带高、中、低层大气环流异常特征及其对关键区外强迫因子（如北大西洋、北太平洋、印度洋海温等）的响应机理，寻找影响华南、江淮流域及华北地区汛期降水异常变化的有物理意义的关键前兆信号，为提高我国东部夏季降水型的预测能力，提供科学依据。

夏季我国华南、江淮、华北降水有显著年际、季节内变化，项目研究了夏季华南前汛期盛期（5月21至6月10)、江淮流域梅雨期（6月11至7月10）以及华北雨季（7月11至8月31）降水年际、季节内各主要降水模态大气环流内部动力过程及Rossby波演变过程中亚洲热带～副热带高、中、低层大气环流异常及其对外强迫信号（北大西洋、北太平洋、印度洋海温）的响应过程。重要成果：.（1）华南前汛期盛期降水第1模态是华南全区降水一致偏多(少)型，降水受5月下旬到6月上旬850hPa风场上阿拉伯海向东亚热带、副热带方向传播的Rossby波列位相变化影响；第2模态是华南沿海东部降水偏多(少)型，降水受5月下旬到6月上旬贝加尔湖向东亚沿海中低纬度方向传播的Rossby波列位相变化影响；.（2）江淮流域梅雨期降水第1模态是淮河流域降水偏多（少）型，降水受500hPa西太平洋副热带高压位置偏西北（东南）影响；第2模态是长江流域降水偏多（少）型，降水受500hPa西太平洋副热带高压位置偏西南（东北）影响；第3模态是江南地区降水偏多（少）型，降水受500hPa西太平洋副热带高压脊点位置偏东（西）影响； .（3）华北雨季降水第1模态是华北西部降水偏多（少）型，降水受200hPa高空西亚急流位置偏北（南）影响；第2模态是华北全区降水一致偏多（少）型，降水受200hPa高空东亚急流位置偏北（南）影响；第3模态是华北东部降水偏多（少）型，降水受200hPa高空急流中心位于日界线东（西）侧影响。.(4) 6月欧亚中高纬东～西向Rossby波列位相变化受春季北大西洋海温正、负异常影响;7月西太平洋南～北向Rossby波列位相变化受春季热带西太平洋海温正、负异常影响; 8月南亚到东亚大陆的西南～东北向Rossby波列位相变化受春季印度洋海温正、负异常变化影响。. 项目圆满超额完成了任务书的研究计划，发表论文10篇，毕业博士2名，成果在2015、2016、2017年美国第40、41、42届《气候诊断与预测》学术研讨会上进行了交流，研究成果为提高华南前汛期、江淮梅雨期、华北雨季降水预测能力，提供了有物理意义的科学依据。