近30年北半球平均费雷尔环流强度变化及其在东亚夏季风演变中的作用

As a medium to link the physical variables exchange between the high and low latitudes, the northern hemispheric mean Ferrel Cell imposes great impacts on the East Asian summer monsoon. Our present results indicate that the intensity of northern hemispheric summer mean Ferrel Cell presents an obvious decadal increasing variation during past three decades under the context of global warming, and is associated with the meridional pattern of East China summer rainfall. Therefore, this project employs the reanalysis data, station data and sea surface temperature data to indicate of the action and possible physical processes of intensity of Ferrel Cell on the variation of East Asian summer monsoon, and to investigate the role of Hadely and Polar Cells and the meridional gradients between the high and low latitudes of the sea surface temperature and atmosphere in the decadal variation of intensity of northern hemispheric summer mean Ferrel Cell in past 30 years. This project aims to discuss the hemisphere-scale Ferrel Cell and its possible role in the variation of East Asian summer monsoon, which is help to further understand the mechanism of the evolvement of East Asian summer monsoon.

北半球费雷尔环流作为高低纬度之间物理量交换的媒介，对东亚夏季风具有重要影响。我们的初步研究表明，在全球变暖背景下，近30年北半球夏季平均费雷尔环流强度呈现出明显的年代际增强变化，且与我国东部夏季降水的经向结构密切联系。鉴于此，本项目拟采用再分析资料、站点资料和海表温度等资料，针对1979年至今北半球夏季平均费雷尔环流强度年代际增强这一新变化，揭示北半球平均费雷尔环流强度的年际变化及其年代际增强相伴随的大气环流异常在东亚夏季风演变中的作用及其相应的物理过程，探讨哈德莱环流和极地环流，以及海表温度和大气高低纬度间经向温度梯度等对其年代际增强的贡献。本项目旨在深入探讨半球尺度的平均费雷尔环流强度变化在东亚夏季风系统演变中的作用及其年代际增强的成因，该研究有助于我们进一步认识东亚夏季风的变异机理。

北半球费雷尔环流圈所在的中纬度是世界人口集中分布区，约80%的世界人口居住在北纬20度至60度之间的温带和亚热带地区。北半球费雷尔环流作为高低纬度之间物理量交换的媒介，对东亚夏季风具有重要影响。在全球变暖背景下，近30年北半球夏季平均费雷尔环流强度呈现出明显的年代际增强变化，且与我国东部夏季降水的经向的正负正结构密切联系。鉴于此，本项目采用再分析资料、站点资料和海表温度等资料，针对1979年至今北半球夏季平均费雷尔环流强度年代际增强这一新变化，揭示北半球平均费雷尔环流强度的年际变化及其年代际增强相伴随的大气环流异常在东亚夏季风演变中的作用及其相应的物理过程，探讨哈德莱环流和极地环流，以及海表温度和大气高低纬度间经向温度梯度等对其年代际增强的贡献。结果表明，ERA-interim在表征北半球费雷尔环流的强度，宽度，和中心位置等优于其他再分析资料。北半球费雷尔环流的强度与北大西洋海温相关呈现为大西洋多年代际涛动（AMO）模态，AMO通过AO调整北半球中纬度纬向风速，导致纬向风速减弱，极地和中纬度的质量交换增强，从而导致北半球平均费雷尔环流的强度增强。北半球平均费雷尔环流与中国夏季降水的相关表现为正负正经向结构，费雷尔环流的位置随着热带辐合带和高空副热带急流的北移逐渐北移，强度也发生变化；当费雷尔环流强度偏强时，副高脊线位于黄淮流域，副热带高压偏弱偏东，南亚高压偏东，偏南风带来的水汽向随着副高的南缘输送至黄淮流域，而华北和长江以南区域降水偏少，因此，导致了中国东部地区正负正的三极降水模态。本项目探讨半球尺度的平均费雷尔环流强度变化在东亚夏季风系统演变中的作用及其年代际增强的成因，该研究有助于我们进一步认识东亚夏季风的变异机理。