西北太平洋热带气旋活动对东亚气候平均态的反馈机理及其效应

Tropical cyclone (TC) is a strong vortex occurring over tropical oceans in lower latitudes. It moves to high and middle latitudes coerced a great amount of heat and water vapor in its lifetime with synoptic time-scale, which transports and disperses energy to extratropical areas and makes direct climatic effect through affecting the transportation, distribution and budget of global energy. In this proposal, we plan to investigate the regional climate effects of TCs over western North Pacific, with focus on the processes of TC feedback to the large-scale circulation system and the formation mechanism of regional climate effects. We place our specific emphases on providing the observational evidences of TC feedback on climate by observational analysis, sensitivity numerical experiments and dynamic diagnostic calculations. Meanwhile, we will disclose the dynamic and thermodynamic processes of TC feedback to the large-scale circulation systems, and investigate the formation mechanism of regional climate effects through affecting transportations of energy, heat and water vapor. Moreover, we will show the relative contribution of TC activities on the East Asia summer monsoon and its seasonal evolution. Through above investigations, we will enrich the interaction theory between TC activity and time-mean state of climate, and provide a scientific consultation for the predictions of TC activity over western North Pacific and East Asia summer monsoon.

热带气旋是生成于低纬度热带海洋上的强烈涡旋，在其天气尺度的生命期内，裹挟大量的热量和水汽向中高纬度区域移动，将其携带的能量向热带外输送和频散，对全球能量的输送、分配和平衡产生重要影响，从而会产生直接气候效应。本项目以西北太平洋热带气旋活动的区域气候效应为研究对象，以热带气旋反馈大尺度环流过程和形成气候效应的机理为重点，利用观测资料分析、敏感性数值模拟试验和动力学诊断计算等方法，给出西北太平洋热带气旋活动的反馈作用形成区域气候效应的观测证据，揭示热带气旋对大尺度环流的动力学和热力学反馈机制，弄清热带气旋活动对区域大气能量、热量和水汽输送过程的反馈过程以及形成区域气候效应的机理，明确热带气旋活动对东亚夏季风气候形成和季节进退的相对贡献。通过这些研究，丰富热带气旋和气候平均态相互作用理论，为西北太平洋热带气旋和东亚夏季风活动预测提供科学参考。

热带气旋是生成于热带海洋上的强烈涡旋，在其天气尺度的生命期内，裹挟大量的热量和水汽向中高纬度区域移动，将其携带的能量向热带外输送和频散，对全球能量的输送、分配和平衡产生重要影响，从而会产生直接气候效应。本项目以西北太平洋热带气旋活动的区域气候效应为研究对象，以热带气旋反馈大尺度环流过程形成气候效应的机理为重点，利用观测资料分析、敏感性数值模拟试验和动力学诊断计算等方法，给出西北太平洋热带气旋活动气候效应的观测证据，揭示热带气旋对大尺度环流的反馈机理，阐明热带气旋活动对东亚夏季风系统的影响。研究工作发现西北太平洋夏季多热带气旋活动情况下我国东南沿海降水增加，但中东部长江中下游地区降水反而减少，相应地该地区夏季高温日数增加；频繁的热带气旋活动释放的潜热加热改变对流层大气经向温度梯度，造成东亚副热带急流向北移动，同时副热带高压和南亚高压也向北移动，长江中下游受异常高压环流控制；热带气旋在海上活动期间通过动力作用激发P-J波列向北传播造成日本南部副热带高压加强，而热带气旋又通过热力作用和扩散作用使得副热带高压南侧减弱，动力学和热力学共同作用造成副热带高压质心向北移动，从而引起副高脊线北移；敏感性数值试验结果证实了热带气旋活动对大尺度夏季风系统成员的影响，并明确给出热带气旋对我国东部夏季降水存在直接和间接影响，而直接影响导致的中国东部内陆从华南到黄淮区域的降水增加不足以抵消间接效益导致的降水减少，从而呈现出夏季西北太平洋热带气旋越多中国长江中下游降水越少的特征。通过这些研究，丰富了热带气旋和气候平均态相互作用理论，为西北太平洋热带气旋和东亚夏季风活动预测提供了科学参考。