盛夏期间西太平洋副热带高压持续异常的机理研究

This project focuses on the persistent anomaly of the western Pacific subtropical high (WPSH) during the late summer and its physical mechanism. Long-term reanalysis data and observational data are used to conduct statistical analysis, and some typical years are selected to analyze the persistent anomaly of WPSH with a weak sea surface temperature anomaly. The dynamical diagnosis based on vorticity equation is used to reveal the related physical mechanism and develop the dynamical theory of persistent anomaly of WPSH. The numerical experiments based on atmospheric general circulation model are further performed to analyze the influences of the initial conditions and the tropical SST anomaly. Summarizing the above results, we will propose a prediction method for the WPSH during late summer in order to promote the prediction skill for summer climate anomaly in China.

本项目旨在研究盛夏期西太平洋副热带高压（副高）的持续异常及其机理。基于长期再分析资料和台站观测资料进行统计分析，并进行典型年份的个例分析，重点分析较弱海温异常背景下副高的持续异常；利用涡度方程等进行动力学诊断分析，揭示副高持续异常的机理，发展副高持续异常的动力学理论；利用大气环流模式进行多组数值模拟试验，分析初始条件异常和热带海温强迫对副高持续异常的影响；综合以上研究结果，提出盛夏期副高异常的预测思路和方法，为提高我国夏季气候异常预测水平提供理论基础。

本项目系统研究了盛夏期西太平洋副热带高压（副高）持续异常的物理机制，并与梅雨期做了比较。由于盛夏期西太平洋暖池对流增强，夏季风环流对外界影响因子更为敏感，导致梅雨期和盛夏期副高异常成因有很大差异。ENSO循环对副高异常有重要影响，其影响与热带海温偏高地区的热带对流发展所引起的环流异常有关，但不同位相的影响过程和机理存在明显差异。在El Niño发展年、衰减年和La Niña年，中东太平洋、印度洋和西太平洋海温偏高，对流偏强，分别通过Gill型强迫、Kelvin波东传和局地海气相互作用影响副高异常。ENSO影响还与东亚地区的季节进程有关，El Niño发展年和衰减年的影响与夏季季节进程基本同步，最大异常在8月，而La Niña年的最大异常在7月，东亚地区季节进程加速，盛夏期提前来临。因此，ENSO对盛夏期副高影响更为显著。此外，在ENSO信号较弱的年份，由于两个主要因子的叠加影响，盛夏期副高也能出现持续异常。例如，1980年副高持续偏强与印度洋偏暖和南半球环流的合力影响有关。1981年和2013年的对比说明，欧亚大陆高纬度环流和越赤道气流的共同影响引起盛夏期暖池对流异常，进而造成1981年盛夏期副高偏弱和2013年偏强。本项目在盛夏期副高异常物理机制方面取得实质性进展，特别是揭示了在ENSO信号较弱年份盛夏期副高持续异常的原因。研究成果进一步深化了东亚夏季风季节内变化及其与ENSO循环相互作用的理论体系，对东亚夏季风季节内预测有重要实用价值。在此基础上，提出了东亚夏季风的季节内预测的基本内容和思路。