青藏高原热力强迫与印度洋的相互作用及其对亚洲夏季风的影响

The thermal forcing of the Tibetan Plateau (TP) has a significant impact on the atmospheric circulation over the Asian summer monsoon region. Meanwhile, the changed circulation will induce the variability of the Indian Ocean (IO) around the TP. On the other hand, anomalous sea surface temperature (SST) in the IO can influence the atmospheric circulation over the TP, and also possibly influence the TP heating source. However, the previous studies paid less attention to the interaction between TP thermal forcing and IO. Therefore, using the data analysis and high-resolution simulations with an air-sea coupled model, this proposal will focus on the studies of interaction between TP thermal forcing and IO SST. The collaborative influence of air-sea coupling in the IO during the process of TP thermal forcing impacts on the Asian summer monsoon will also be discussed. This study is distinguished from the previous works, and associated findings will provide new theoretical basis for improving the weather and climate predictions over the Asian monsoon areas, and moreover provide the decision service for disaster prevention and mitigation.

青藏高原大地形的加热作用对亚洲季风区的大气环流具有显著影响，同时也会间接造成高原南侧印度洋海温的异常变化。另一方面，印度洋海温异常可以调控高原上空的大气环流，进而可能也会造成高原主体大气热源的变化。然而，以往关于青藏高原和印度洋相互影响的研究非常少。因此，本项目利用资料诊断分析以及较高分辨率海气耦合模式的数值模拟，研究高原大地形热力强迫和印度洋海温之间的相互作用，并进一步探讨高原热力强迫影响亚洲夏季风过程中印度洋海气耦合所发挥的协同影响，由此揭示其中的具体热动力学物理机制。该研究内容与已有的工作不同，具有重要的科学意义。相关研究成果将为提高亚洲季风区的天气气候预测水平提供新的理论依据，并为防灾减灾提供决策服务。

青藏高原大地形的加热作用对亚洲季风区的大气环流具有显著影响，同时也会间接造成高原南侧印度洋海温的异常变化。另一方面，印度洋海温可以影响高原上空的大气环流，同时可能也会造成高原大气热源的变化。然而，以往关于青藏高原和印度洋相互作用的研究非常少。因此，本项目利用资料诊断分析以及较高分辨率海气耦合模式的数值模拟，研究了高原大地形热力强迫和印度洋之间的相互作用，并进一步阐明了高原热力强迫影响亚洲夏季风过程中印度洋海气耦合所发挥的协同影响。此外，本项目还系统性地研究了青藏高原热力强迫对南亚夏季风、东亚夏季风多方面的影响，揭示了其中的物理机制。项目所取得的重要结果主要包括：. （1）分别基于区域和全球海气耦合模式及其大气分量模式，模拟结果表明青藏高原热力作用会加强高原南部热带印度洋上的西南季风环流，加强的海表西南风会通过风-蒸发反馈过程使得北印度洋冷却，海温的降低进一步抑制局地的季风对流活动。而这种印度洋海气耦合过程会削弱青藏高原对大气（如亚洲夏季风）的热力强迫作用。. （2）根据资料统计分析和数值试验结果，证明了在年际变率尺度上，青藏高原东南部的热力异常可以同时从动力（环流）和热力（水汽）作用造成巴基斯坦季风降水发生改变。相关成果可为巴基斯坦季风降水业务预测提供新的理论依据。. （3）研究表明夏季NAO和中国东部的降水及环流分布有显著的遥相关关系，但这种遥相关受到高原热力强迫的调制，高原在其中起到一个关键的桥梁作用。这为理解欧亚遥相关的物理过程提供一个新的视角。. （4）全球气候变暖背景下，气候系统模式（CMIP5）一致预估未来东亚夏季风将增强，以东亚低层偏强的南风为主要特征。我们的研究表明，随着全球增暖青藏高原降水在未来也有显著增强现象，尤其是夏季，大地形上空增强的降水带来的潜热加热恰恰是导致东亚低层异常南风增强的重要原因，最终造成未来东亚夏季风明显偏强。