对流层高层海陆热力差异对20世纪90年代末东亚夏季风及中国夏季降水年代际变化的影响研究

The importance of the upper tropospheric land-sea thermal contrast in driving the East Asian summer monsoon and the summer precipitation in East China has not attached much attention, especially for the decadal time scale. This study aims to examine the feature of the upper tropospheric land-sea thermal contrast over the Asia-Pacific region and its influence on the enhancement of the East Asian summer monsoon and northward displacement of the summer precipitation belt in East China since the late 1990s. The way of the upper tropospheric land-sea thermal contrast influence the decadal variations of the East Asian summer monsoon and the summer precipitation in East China as well as the key physical processes are also discussed. To investigate the potential causes of this change, a series of sensitive experiments are conducted. These experiments are forced separately with different thermal forcing, namely Asia continent heating and Pacific sea surface temperature anomalies. Our study focuses on the relative roles of both individual forcing in the upper tropospheric land-sea thermal contrast influencing on the observed decadal enhancement of East Asian summer monsoon and northward shift of the summer precipitation belt in East China in the late 1990s. And the key processes that cause the decadal change in the late 1990s are also revealed. In order to understand the physical mechanisms responsible for the decadal variations of the East Asian summer monsoon and the summer precipitation in East China. This study will provide important clues to help understand and further improve our ability to predict decadal climate change in East China.

对流层高层海陆热力差异在影响东亚夏季风及中国夏季降水方面的重要性并没有引起足够重视，尤其是其对东亚夏季风及中国夏季降水年代际变化的影响。本项目拟分析亚洲-太平洋地区对流层高层海陆热力差异对东亚夏季风及中国东部夏季降水年代际变化，尤其是对20世纪90年代末东亚夏季风增强，中国东部夏季雨带北移的影响，揭示其影响的主要途径及关键物理过程；在此基础上，将分别进行亚洲大陆热力状况及太平洋海温异常的数值试验，揭示亚洲大陆加热和太平洋海温异常在对流层高层海陆热力差异影响20世纪90年代末东亚夏季风和我国东部夏季降水年代际变化中的相对贡献，阐明其中的物理机制。此方面工作的开展，有助于深入认识全球变暖背景下亚洲大陆和周边海洋对东亚季风及中国东部降水年代际变化的协同影响，为今后我国气候的年代际变化的研究和预测提供可靠的科学依据。

大尺度海陆热力差异是驱动季风的主要动力之一，东亚夏季风的强弱与亚洲大陆的热力状况以及周边海洋温度密切相关。然而对流层高层海陆热力差异在影响东亚夏季风及中国夏季降水方面的重要性并没有引起足够重视，尤其是其对东亚夏季风及中国夏季降水年代际变化的影响。本项目围绕着对流层高层海陆热力差异和东亚夏季降水年代际变化两方面的研究内容深入开展研究工作，主要得到以下三方面的成果：（1）20世纪90年代末亚洲-太平洋地区对流层高层海陆热力差异的增强对东亚夏季风降水年代际变化，尤其是对20世纪90年代末东亚夏季风增强，中国东部夏季雨带北移有着重要影响，并揭示了影响的主要途径及关键物理过程。而对流层高层海陆热力差异的增强不但影响了东亚气候的变化，其对北半球气候的年代际变化也有着重要影响，一方面它使得北半球夏季风增强、非洲、南亚和东亚季风区降水偏多；另一方面它使得北半球季风区西北侧的干旱和半干旱区降水偏少、干旱加剧。（2）揭示了亚洲大陆加热和太平洋海温异常在对流层高层海陆热力差异影响20世纪90年代末东亚夏季风和我国东部夏季降水年代际变化中的相对贡献，发现亚洲大陆加热相对于太平洋海温异常对于亚太地区对流层高层海陆热力差异影响更大，并研究了其中的物理机制。（3）我们还发现太平洋年代际振荡（PDO）和大西洋多年代际振荡（AMO）的影响也非常重要，PDO影响东亚降水第一模态，而AMO影响东亚降水第二模态。20世纪90年代末PDO和AMO的位相转折对于90年代末东亚降水年代际变化有重要的影响。最后，研究了亚洲季风区水分循环（水汽输送和收支）的变化特征及其对20世纪90年代末我国长江流域降水年代际变化的影响，定量估计了不同水汽源地水汽输送对90年代末长江流域降水年代际变化的贡献。此项目的研究成果，有助于深入认识全球变暖背景下陆地热力状况和全球海洋对东亚夏季风及夏季降水年代际变化的影响，为今后我国气候的年代际变化的研究和预测提供了可靠的科学依据。