东亚冬季风南北反相型模态及其与我国南方异常强低温的关系研究

Anomaly activites of East Asia Winter Monsoon (EAWM) is one of important factors that influence the weather and climate of China. Most of the studies took the Asian Winter monsoon as a whole before. However, our previous works have shown that there exist mainly two modes of EAWM anomalies, i. e. the mode with same signs of anomalies throughout the eastern part of China (mode-1, for brevity) and that with opposite signs of EAWM anomalies in the South China versus in the north (mode-2). For quite a few cold winters in South China, the low temperature is caused not only by mode-1, namely consistent stronger-than-normal EAWM, but also by mode-2, namely stronger in the south against weaker in the north. For this reason, the present project intends to focus on the formation of EAWM mode-2 and its influence on the strong cold temperature anomalies in South China. We will investigate the coordinated function of systems at mid-high latitudes with subtropic systems. The contribution to different modes of EAWM will also be studied both from atmospheric internal dynamic processes, such as Rossby wave propagation in mid-latitute and subtropical jets, and from external forcings such as SSTA of the Pacific and Indian oceans. It is expected to further understand the mechanism of EAWM variation from this new viewpoint, and provide some basis for short term climate prediction of winter low temperature in South China.

东亚冬季风异常活动是影响我国天气气候的重要因子之一。以往的工作大多是将东亚冬季风作为一个整体进行研究，而我们的前期工作揭示冬季风异常存在南北一致型和南北反相型两种模态，南方地区低温不仅受南北一致偏强的冬季风控制，在很多年份中冬季风“北弱南强”型模态也起到了重要的作用。本项目拟以东亚冬季风南北反相模态为出发点，重点考察冬季风“北弱南强”模态的成因及其对我国南方异常强低温的影响；深入研究中高纬度系统及副热带系统的协同作用；探讨中纬度和副热带急流上Rossby波传播等大气内部动力学过程在不同模态冬季风中的贡献；太平洋和印度洋海温异常等因子对不同模态冬季风的强迫作用。以期从新的角度进一步理解东亚冬季风变化机理，也为南方冬季气温的短期气候预测提供依据。

东亚冬季风异常活动是影响我国天气气候的重要因子之一。以往的工作大多是将东亚冬季风作为一个整体进行研究。我们的前期工作揭示冬季风异常存在南北一致型和南北反相型两种模态，南方地区低温不仅受南北一致偏强的冬季风控制，冬季风“北弱南强”型模态也起到了重要的作用。本项目以东亚冬季风南北反相模态为出发点，重点考察冬季风南北反相变化模态的成因及其对我国南方异常强低温的影响；深入研究中高纬度系统及副热带系统的协同作用；探讨中纬度和副热带地区大气内部动力学过程在不同模态冬季风中的贡献。.项目从以下4个方面开展研究：1）研究了东亚冬季风南北反相变化的时空特征。2）研究了冬季风南北反相时期的环流特征。3）探讨了东亚冬季风反相变化对我国冬季气候的影响。在中国南方持续性低温和南方大范围持续性极端低温事件中，均有冬季风“北弱南强”模态的情况。这种类型与北风相联系的南方降温并不是由高纬度强冷空气南下造成的，而是受中低纬度系统的影响。通过对2018年1月中国南方低温雨雪冰冻事件和1951-2013年间低温雨雪冰冻事件的环流分析，发现，低温雨雪冰冻事件与冬季北风在向南扩展过程中的加强有密切的关系，多发生在东亚冬季风“北强南弱”的情况下。4）研究了热带和副热带系统对东亚冬季风模态的影响。冬季低纬度风场的变化不仅受到北方冷空气爆发的影响，它还受制于热带、副热带环流系统异常的共同调控作用。热带辐合带和副热带高空急流的协同作用对低纬度冬季风强度有显著的影响。副热带的南支槽和西太平洋反气旋异常的不同组合对应的中高纬度-副热带环流异常不同，东亚冬季风的南北模态也不同。当南支槽活跃且西太平洋出现反气旋异常时，中高纬度易出现大型斜脊斜槽，冬季风呈现出“北弱南强”的模态。.研究结果从新的角度进一步理解东亚冬季风变化机理，也为南方冬季气温的短期气候预测提供依据。