热带海温异常对夏季西北太平洋低空环流年际变率的影响在全球变暖情景下的变异

The tropical western North Pacific summer lower circulation is the link between the tropical sea surface temperature (SST) anomalies and the East Asian climate on interannual time scale. The ongoing global warming not only influence the climatology of the atmosphere and ocean, but also have impact on the atmosphere-ocean interaction, resulting changes on the interannual relationship between the western North Pacific circulation and SST anomalies. This program will focus on how global warming affects the influence of tropical SST on the interannual variability. Based on the results of the fifth phrase of the coupled model intercomparison project (CMIP 5) and other model simulations, the interannual variability of tropical SST will be identified; the influences of tropical SST anomalies over different region on the anomalous western North Pacific anticyclone / cyclone under the global warming scenario will be investigated as well as their mechanisms, and the relative importance of each sea areas in forcing the anticyclone / cyclone will be assessed; the changes of the anomalous western North Pacific anticyclone / cyclone and the resulting climate effects will be obtained. This study will improve the theroy of tropical ocean-atmosphere interaction under climate change and the level of the East Asian summer climate prediction.

热带西北太平洋夏季对流层低层环流是在年际尺度上连接热带海温异常与东亚夏季气候异常的重要纽带。在未来气候变暖的背景下，大气和海洋基本场发生着改变，导致海气相互作用可能发生变异，因而各海区海温异常对西北太平洋低空环流年际异常的影响也会发生变异。本课题将围绕此问题，通过分析耦合模式比较计划第五阶段（CMIP 5）的多模式结果并结合其他模式试验，考察全球变暖对热带海表面温度（SST）年际变率的影响；得到未来气候变暖背景下西北太平洋反气旋（或气旋）异常对海温年际异常的响应所发生的变异并阐明其机制，揭示各海区海温异常对西北太平洋低层环流异常的相对重要性；得到西北太平洋反气旋/气旋异常在全球变暖背景下的变异及其气候效应。该研究将有利于增进我们对气候变暖背景下热带海气相互作用机理的认识，为提高我国的夏季气候预测能力提供理论依据。

本项目研究了西北太平洋低空环流年际变率在全球变暖背景下的变异，考察了该环流变异对未来我国夏季降水的影响，并通过分析非局地与局地海温异常对夏季西北太平洋环流异常的影响强度随气候增暖的变化， 指出了影响西北太平洋夏季异常反气旋/气旋变化趋势的关键海区。 研究结果表明; 西北太平洋夏季环流的异常在全球变暖背景下表现出年际振幅增强的趋势，在此影响下，我国长江淮河流域夏季降水振幅将增大，预示更多洪涝灾害的频繁发生。 然而，环流的振幅增强趋势是在热带各海区海表面温度(SST)年际异常振幅减弱的情况下获得的，原因是西北太平洋低空环流对热带海温异常尤其是对于北印度洋海温异常的敏感性在全球变暖背景下不断增强，即印度洋的电容器效应会随全球变暖而增强。本课题也讨论了西北太平洋局地海温异常对上空环流的反馈作用，观测资料中呈现西太对流活动的SST阈值（上限）不随气候增暖而变化，暗示西太地区夏季海温对大气的反馈作用随气候增暖将进一步减弱，然而多模式结果则一致呈现对流阈值上升的趋势，指示西太局地反馈作用不随增暖而改变，观测与模式结果的不一致表明该问题还有待遇于进一步研究。本课题的研究成果加深了我们对全球变暖动力学的认识，为增强我国应对全球变暖的能力提供理论支撑。