MJO、AO、ENSO的协同作用对东亚冬季次季节尺度天气/气候异常的影响

Subseasonal prediction attracts more and more attention both in research and in operational fields. The tropical intraseasonal oscillation (MJO) and the Arctic oscillation (AO) are two of important predictability sources for subseasonal prediction; meanwhile, the El Niño/south oscillation (ENSO) provides the background of the interannual variability of the air-sea system. For subseasonal prediction, the cooperative effect of the MJO, AO and ENSO should be considered on the "weather-climate" interface. At present, most studies focus on the individual impact of the MJO, AO or ENSO on weather/climate. So, few studies have been made for the modulation of their cooperative effect on the winter weather/climate of the East Asia on the subseasonal time scales by relating the ENSO varability with the MJO and AO variability. This project will analyze the variation characteristics of rainfall, temperature and cold surge over East Asia on the subseasonal time scales with different phase combination of the MJO, AO, ENSO, and disclose the physical mechanism of the modulation of the cooperative effect of MJO, AO, ENSO on winter weather/climate over the East Asia, especially on the extreme climate events. Study fruits could be applied in present sub-seasonal forecast operation.

“次季节预报”越来越受到国内外科研和业务部门的关注。热带大气季节内振荡（MJO）和北极涛动（AO）是次季节预报重要的可预报性来源，而厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）提供了海-气系统在年际尺度上最重要的变率背景。在次季节尺度变率的研究和预报中，需要在“天气-气候”界面上，考虑MJO、AO、ENSO的协同作用对次季节尺度变率的影响。目前，关于MJO、AO、ENSO对天气气候影响的研究大多是针对各自时间尺度，而将年际尺度的ENSO变率与MJO、AO的次季节尺度变率联系起来，探讨三者的协同作用对次季节时间尺度气候异常的影响鲜有研究。项目通过诊断分析，分析三者不同位相配置下，东亚冬季温度、降水和寒潮过程在次季节尺度上的变化特征；研究三者协同作用对东亚冬季极端事件的影响；揭示三者协同作用调制东亚冬季次季节尺度天气/气候异常的物理机制。研究成果有望应用于目前的次季节尺度预测分析业务。

“次季节预报”越来越受到国内外的关注。在次季节尺度变率的研究和预报中，需要研究年际尺度变率的ENSO与MJO、AO的次季节尺度变率的协同作用对我国气候异常的影响。本项目分析了MJO和AO两者的相互联系，分析了ENSO对MJO位相变化的影响；分析了MJO、AO、ENSO三者协同作用下，我国冬季气候异常的变化及大尺度环流特征；分析了我国冬季冷空气、低温和雨雪极端事件过程在三者不同位相配置下的统计特征和机制。主要结果包括：（1）AO随着MJO位相演变表现出位相倾向性。当MJO由印度洋传播进入海洋性大陆过程中，AO更倾向于正位相，MJO可以明显调制AO环流；而传播进入太平洋，AO更倾向于负位相；ENSO可以明显影响MJO的位相。（2）揭示了MJO、AO、ENSO不同位相配置下冬季温度、降水异常的变化特征。次季节尺度上，北方气温更多的受到AO的影响，但也明显受到MJO的调制作用；ENSO和MJO的相互作用可以对次季节尺度降水起到明显的调制作用，MJO西太平洋位相不利于降水，但受到El Niño的调制，降水也易于偏多；而La Niña年背景下，南方降水在年际尺度上降水易偏少，但在次季节尺度上受到MJO印度洋位相的调制，降水反而易于偏多。（3）揭示了MJO、AO、ENSO的协同作用影响我国冬季气候的大尺度环流特征。AO对环流的影响更多体现在中高纬，但MJO对副热带和中高纬环流都有明显调制作用。在热带和副热带地区环流异常主要受到MJO不同位相演变和ENSO不同位相调制的共同影响，高纬度地区的环流与AO位相密切相关，但又会受到ENSO和MJO的调制作用。（4）揭示了MJO、AO、ENSO的协同作用对我国冬季低温和雨雪过程的可能影响。El　Niño年我国低温雨雪过程发生在MJO印度洋位相的比例最高，高于不考虑ENSO的情况，也高于La Niña年；El Niño年的MJO西太平洋位相也不同于MJO单独影响和La Niña年情况，我国南方降水也易于偏多，表现出了复杂的El Niño和MJO的协同影响。揭示了2014-2016年超强厄尔尼诺期间，MJO不同位相下我国南方极端降水的低频环流特征。