全球变暖背景下南海夏季风系统年代际变化及其机制

Under the background of global warming, the South China Sea (SCS) summer monsoon experiences decadal change near early 1990s. By using oceanic and atmospheric reanalysis dataset and climate models simulation results, this project try to systematically analyze the decadal variation characteristics of main members of SCS monsoon system and their connections, reveal the factors that influence the decadal variation of SCS summer monsoon systems members, search for the key ocean regions that impact SCS summer monsoon decadal variation, figure out the effect and mechanism of central ocean areas variation and Tibetan Plateau heating changes in the weakening of SCS summer monsoon since 1990s. By comparing the results of the couple model simulations on global warming and aerosol emissions, we can identify the role of anthropogenic forcing effect. With a combination of dynamic and statistical method, a projection of the changes in SCS summer monsoon and its possible impacts on Chinese summer climate change in the following 10-20 years will be presented. This study will reveal the crucial factors, which control the decadal changes of SCS summer monsoon under global warming scenario, and the mechanisms how they control the SCS summer monsoon decadal variation. Thus this study will help improve the understanding of the mechanism the SCS decadal change and improve the climate prediction and projection in our country.

本项目以全球变暖背景下20世纪90年代初南海夏季风年代际变化这一事实为研究对象，拟利用海洋和大气的再分析资料以及气候模式，系统分析全球变暖背景下南海夏季风系统各主要成员的年代际变化特征及其相互关联，揭示影响南海夏季风系统成员年代际变化的因子；寻找影响南海夏季风年代际变化的关键海区，弄清20世纪90年代初以来这些关键海区和青藏高原加热变化在南海夏季风减弱中的直接作用及其机理；比较耦合模式模拟的全球变暖和气溶胶排放对南海夏季风强弱变化的贡献，明确20世纪全球变暖在南海夏季风年代际变化中的作用；采用动力与统计相结合的方法，预估未来10-20年南海夏季风系统的变化趋势。通过研究，可揭示此次南海夏季风年代际变化形成的决定性因子和机制。该研究对于理解南海夏季风的年代际变化机制及提高我国气候变化预测和预估水平具有重要意义。

20世纪90年代初，南海夏季风发生了明显的年代际变化，这一现象涉及热带海洋的作用、青藏高原加热的影响、全球增暖等关键性因子。长期以来来，这些因子对90年代初南海夏季风系统的年代变化的影响机制和相对贡献并不清楚。本项目以20世纪90年代初南海夏季风系统年代际变化为研究对象，以关键区海温异常的影响为重点，通过观测资料诊断、动力学分析和数值模拟试验，首次得到了东亚夏季风环流在1970s末和1990s初两次年代际变化的共同主模态特征及其与南印度洋海温异常的联系，揭示了南海夏季风主要环流系统成员的年代际变化特征及机制，阐明了1990s初南海季风爆发迟早的年代际变化可能原因，比较了耦合模式模拟的全球变暖和气溶胶排放对南海夏季风强弱年代际变化的贡献，并对全球变暖背景下南海夏季风年代变化的未来趋势进行了预估。这些研究结果对深入理解我国气候变率和旱涝更潜成因具有重要的理论意义，对提高我国年代际气候预测水平也具有参考价值。项目执行期间，发表论文49篇，其中国际SCI论文39篇，31篇SCI论文发表于JC, CD, MWR, AR, IJOC等5种国际主流学术期刊。指导培养研究生共23人，其中已获得博士学位研究生7名，获得硕士学位研究生14名。