南海季风系统的1990s年代际转型及机理研究

近三十年来是全球增暖最显著的时期，预研究结果表明在这一增暖背景下，处于印度季风、澳大利亚季风和西太平洋季风交汇区的南海季风系统在1993/1994年存在显著的年代际转型，它不仅表现在夏季风爆发早晚的年代际转换，也体现在整个南海季风系统（风和雨）春秋季节不对称性的年代际转变。由于南海季风系统的多时间尺度变化特征，这种年代际转型有可能是南海大气多时间尺度变化的非线性相互作用所导致，也可能是东亚季风系统的年代际转型在南海的局地响应，另外还可能与菲律宾火山爆发造成的气溶胶气候效应有关。应用非线性混频效应等理论研究和数值模拟，揭示该年代际转型的特征及可能机制，不仅有助于揭示东亚夏季风爆发的机理，而且对于深入理解全球变化的区域响应都有重要意义，当然，也是CLIVAR计划中亚澳季风系统中的一项重要研究内容，具有重要的理论价值和科学意义。

本项目进一步证实了南海季风系统的确存在1990s年代际转型的特征，这种年代际转型特征主要表现在南海夏季风爆发时间的早晚和转型前后季节及气候季节内振荡（CISO）特征的不同，以及南海季风系统1990s年代际转型具有区域选择性、季节选择性和要素选择性。具体地说，南海夏季风在1993年以前爆发时间偏晚，而在1994年之后爆发时间偏早。季节变化主要体现在冬夏季风和春秋季风反位相两种模态，且在年代际转型之后的南海夏季风爆发偏早年的秋季，冬季风建立也偏早。在季节内振荡尺度上，转型前的南海夏季风爆发偏晚年，季风活动受准双周振荡控制，对流信号由西北方向传入南海；转型后的南海夏季风爆发偏早年，季风活动以30-60天振荡为主，对流信号由东南方向传播至南海。南海季风系统1990s年代际转型具有区域选择性，南海中北部地区(5 °N-25 °N，105 °E-125 °E)是年代际转型信号最显著的地区；南海季风系统的这种年代际变化信号更多地体现在“季风年”的年循环变化中，反映了季风的独有特性；对于南海季风系统1990s中期年代际转型模态，季风系统中降水的变化并不是最明显的表现形式，SST的变化所占的贡献更加重要，表明南海局地的季风-SST耦合系统在1990s中期发生年代际转型变化，而季风降水的变化则可能是对南海局地海-气耦合系统年代际变化的响应。ENSO事件的发生频率和位置属性的变化可能导致了南海夏季风与ENSO的关系在1990s前后发生了重大改变，南海季风由1993年之前的与El Nino事件衰退阶段和La Nina 事件发展及成熟阶段联系较强，转变为1994年之后与暖中心在中太平洋的El Nino Modoki事件有更强的联系。本项目的研究成果澄清了国外学者将东亚1993/94年代际转型归因于中国华南降水的不全面认识，揭示了南海季风系统1990s中期年代际转型的可能机制，对季风气候的中长期预测具有重要的科学意义。