东亚夏季风双模变异的时空特征与归因研究

针对东亚夏季风水汽通量由双模主导的事实，本项目拟采用矢量EOF、波谱分析、主分量回归等现代统计方法，重点考察东亚夏季风各成员（如西太副高、南亚高压、西风急流等）的变动，全面认识东亚夏季风变异的多尺度时空特征；探讨双模对应的前期和同期海陆异常信号，重点关注印太海温、欧亚积雪、高原热源和西北感热等的时滞变动，并运用有关理论（如定常波理论、位涡理论和热力适应原理等）进行动力诊断研究，从海陆气相互作用的角度凝练东亚夏季风双模变异的关键物理过程。此项目的实施，不仅有助于认清东亚季风气候的多变性规律，而且有望建立东亚夏季风变异的可预测概念模型，为检验和改善东亚气候的模拟与预报能力提供理论依据。

本项目旨在剖析东亚夏季风双模变异的多尺度时空特征，通过考察海陆地表状况的时滞变动探求双模变异相关联的敏感信号，力求从海陆气相互作用的角度凝练东亚夏季风双模变异的关键物理过程。首先利用主分量回归方法探讨了东亚冬夏季风环流变异的双模态结构和波列特征，波谱结构表明两主导模态存在显著的准两年周期和年代际调整，从而导致中国东部夏季旱涝分布的多次转型。其次，利用波活动通量探讨了与双模对应的两类东亚高空西风急流北跳的大尺度环流特征及其动力过程，对比探讨了两主导模态与印太海温、欧亚积雪、高原热源和西北感热等的时滞关联，配合数值试验证实东亚季风双模态变异对前期印太海温异常配置相对敏感；最后，通过统计分析和动力诊断指出，东亚夏季风双模态变异取决于前期印太海温异常配置的转换快慢。此外，还探讨了以下内容：亚洲季风区降水云系的分布特征；赤道对流耦合波动的气候态和年际变化特征；西北太平洋热带气旋的水分收支特征等；不同类型ENSO对印度夏季风变率的影响；模式集合对西北太平洋夏季气候的可预测性。总体而言，本项目超额完成计划所规定的2010-2012年基本研究任务。相关研究内容发表学术论文9篇，其中SCI收录论文5篇。