孟加拉湾夏季风爆发过程的海-陆-气相互作用研究

亚洲夏季风最早在孟加拉湾爆发，孟加拉湾对流对亚洲夏季风的推进有重要影响。当前对亚洲夏季风为什么表现为爆发以及最早在孟加拉湾爆发的原因，尚不非常清楚。最新研究表明，夏季风爆发是一个海-陆-气耦合过程，在夏季风爆发之前，经向最暖海表温度轴（海温暖轴）存在突然的北跳。本项目将利用最新的多源观测资料，通过诊断分析和数值试验等方法，从海-陆-气相互作用的角度，首先分析海温暖轴、季风环流、对流和降水的演变关系，揭示海温暖轴突然北跳引起夏季风爆发的物理机制；然后探讨青藏高原与南亚次大陆的动力和热力作用对大气环流的影响，以及大气环流怎样通过改变海洋混合层热收支进而引起海温暖轴的突然北跳；最后，研究聚焦于孟加拉湾夏季风爆发，阐明海-陆-气如何相互作用引起夏季风的爆发，并建立孟加拉湾夏季风爆发及其异常的概念模型。通过项目的研究，将进一步提高对海-陆-气相互作用的认识，并为预测孟加拉湾夏季风爆发提供依据。

本项目以经向最暖海表温度轴（海温暖轴）存在突然北跳并超前于夏季风爆发为切入点，深入分析了孟加拉湾季风爆发过程的海-陆-气相互作用特征。项目达到了预期目标，揭示了海温暖轴突然北跳的成因及其影响季风爆发的物理机制，给出了孟加拉湾季风爆发的前期预测因子，发表了SCI论文9篇。.项目定义了一个新的孟加拉湾季风爆发指数，该指数可反映对流和环流的变化。海温暖轴的北跳可使孟加拉湾大气不稳定度快速增加，低层辐合迅速加强，边界层水汽含量迅速增加，为孟加拉湾对流的发展提供了必要条件。海温暖轴突然北跳主要是通过改变海温梯度来影响季风爆发。青藏高原地表加热可在孟加拉湾北部激发出西南风气流，有利于孟加拉湾夏季风爆发。.夏季风爆发前，北半球中层副热带高压脊线位于15°N附近，受副高内部下沉气流的影响，15°N附近总云量最少，春季在这里形成了经向海表面短波辐射通量的大值区；随着冬季风的不断减弱，海表面风速逐渐减小，海表面潜热通量也随之减弱，海洋混合层逐渐变浅。春季，南亚大陆迅速增温，在对流层低层的孟加拉湾强迫出反气旋性环流，反气旋中心的低风速和负涡度强迫使孟加拉湾中部成为经向海表面潜热通量、海洋混合层深度和混合层底卷入冷海水的低值区。这些作用使得春季12°N附近的SST增温速度最大，导致12°N附近SST大于赤道SST的时间早于其南面区域SST大于赤道SST的时间，于是海温暖轴突然北跳。.孟加拉湾夏季风爆发偏早（晚）年，海温暖轴突然北跳后夏季风迅速（缓慢）爆发。夏季风爆发偏早年与偏晚年相比，偏早年前期在海洋大陆地区降水偏多，凝结潜热加热在赤道东印度洋激发出强的西风气流。该西风气流一方面可使赤道东印度洋SST偏低，引起海温暖轴突然北跳和孟加拉湾夏季风爆发偏早；另一方面，它可能是海温暖轴突然北跳后导致孟加拉湾夏季风迅速爆发的原因。海温暖轴的突然北跳可以提前1-2周预测夏季风爆发。孟加拉湾局地暖海温轴的出现时间可以预测海温暖轴突然北跳时间，它可以作为预测季风爆发更早的因子。在季节预测方面，东太平洋型ENSO可以作为季风爆发偏晚的预测因子；但是，中太平洋型ENSO对季风爆发异常没有指示意义。.此外，本项目还利用NCEP气候预测系统模式回报资料，分析了当前业务预测模式对夏季风爆发的预测能力，并指出考虑海气耦合的模式在预测夏季风爆发方面有明显优势，模式的预报偏差依赖于季风的季节演变。