西太平洋副热带高压季节内活动与变异的案例剖析与机理研究

西太平洋副高（简称副高）是影响夏季东亚地区天气气候和导致该地区洪涝、干旱灾害的重要系统。副高的活动与变异与东亚地区环流背景和热力作用关系密切、与东亚夏季风系统相互影响、制约，共处于一个有机体系之中。弄清副高活动与变异的特征规律和动力学机理，有助于改进提高对旱涝等灾害性天气的预测，具有重要的科学意义和应用价值。主要研究内容：（1）开展季节内副高活动与变异的诊断研究，揭示副高与东亚夏季风系统环流背景、热力因子相互影响、制约的天气事实、形态特征和统计规律，为副高活动与变异的机理研究提供特征刻画和事实依据；（2）开展副高活动与变异的案例剖析和机理研究，探寻副高北跳、南落等突变现象的外强迫条件和触发机制，提取副高突变的临界特征参数；揭示副高异常西伸与形态变异的环流结构背景和动力、热力作用过程，给出副高与东亚夏季风系统相互制约与反馈的机理解释；为改进提高副高预测提供科学依据。

西太平洋副热带高压（副高）是影响夏季东亚地区天气、气候和导致该地区洪涝、干旱灾害的重要系统。弄清副高活动与变异的特征规律和动力学机理，有重要科学意义和应用价值。本项目研究目标：1）通过季节内副高活动与变异的特征诊断研究，揭示副高与东亚夏季风系统间相互影响、制约的天气事实、形态特征和统计规律；2）通过副高活动与变异的案例剖析和机理研究，揭示副高突变与形态变异的外强迫条件和动力作用过程，提取副高变异的临界条件，给出符合天气实际的机理解释。  .围绕上述目标，项目组开展了系统深入的研究，揭示了副高季节内活动与变异的基本事实特征和物理机理，发表论文12篇（SCI检索3篇）、出版专著1部（44万字），达到了预期研究目标。.主要工作和重要进展：.（1）针对副高与东亚夏季风系统的时频特征与时空关联，开展了副高及其影响因子的协整分析、关联分析与特征诊断研究。研究表明：副高与东亚夏季风系统之间存在相互制衡的协整关系和动力约束，它们彼此影响制约，共存于一个有机体系之中；副高形态和位置的变化与东亚夏季风的强弱存在互为反馈的关联机制，给出了它们之间时滞相关和影响关联的特征描述和体系结构。.（2）开展了典型旱涝灾害年份，副高变异的环流背景与影响因子的特征诊断和案例分析。研究表明：2008年初La Nina事件导致的副高形态异常和冬季“梅雨”形势，是造成该年我国南方雨雪冰冻灾害的重要原因；近赤道海温冷暖变化幅度与变率是导致副高异常响应的主要因素，较之海温的基本热力状况对副高影响更为显著。.（3）提出了从实际观测资料时间序列中反演副高动力模型的研究思想，用EOF分解与遗传优化算法，客观拟合了涡度方程中位势场和热力场的空间基函数，建立了逼近实际天气的副高动力模型；提出了“太阳辐射加热和纬向海陆热力差异是影响副高强弱变化和中期进退的重要因素”以及“东亚副热带地区东-西向的感热强度和热力差异是导致副高环流出现多元化复杂形态的关键诱因”等研究见解。.（4）基于动力系统重构思想和技术途径，开展了副高异常活动的案例剖析和机理分析。揭示了随着外强迫参数渐变，副高动力系统可能出现的平衡态失稳、突变和分岔现象，较好地刻画了实际年份的副高北跳、西伸等行为和副高双脊线现象；副高由低平衡态向高平衡态的跃升与副高的异常北跳相呼应；副高系统由单平衡态向双稳态的分岔则与副高“双脊线”现象及其生消过程相吻合。