热带印度洋海表面温度对西北地区东部降水影响的研究

在全球变暖背景下，西北地区东部干旱加剧、极端降水趋多，异常降水对当地农业经济建设影响越来越严重，目前对降水异常成因的认识远不能满足短期气候预测的需求。已有研究表明高原热状况、南亚高压和西太副高等亚洲季风子系统都是西北地区东部降水的强信号，而热带印度洋海表面温度(SST)对这些系统有显著影响。因此作为西北地区东部降水的主要水汽源地之一，热带印度洋SST异常必然通过这些系统而影响该地区的降水。并且最新研究发现印度洋在ENSO影响亚洲夏季气候中起到了非常重要的接力作用，其在气候异常中的作用被重新认识，然而以往这方面的研究主要集中在我国东部地区，对西北地区影响的研究很少。因此本研究拟采用多种统计方法结合海气耦合数值模式，深入研究热带印度洋SST年际异常对西北地区东部降水的影响及物理过程，以加深对西北地区东部降水异常成因的认识，提高降水的短期气候预测准确率，从而更好地服务于当地防灾减灾和经济建设。

西北地区东部位于青藏高原东北侧，处在干旱半干旱气候区，该地区降水时空分布很不均匀，年际变率很大。在全球变暖大背景下，西北地区东部极端降水事件趋多，给当地的农业生产和人民生活带来了极大影响。随着全球气候变暖，大气环流系统发生了明显突变，区域气候及其与影响因子关系也发生了变化。目前对西北地区东部降水异常成因的认识远不能满足气候预测的需要。而热带印度洋作为亚洲降水的主要水汽源地之一，其变化对降水的影响不可忽视，尤其是近年来最新研究重新认识了印度洋在气候异常中的作用，发现其在ENSO影响亚洲气候中起到了重要接力作用。. 本项目在简要分析西北地区东部降水异常变化特征基础上，重点分析了热带印度洋海盆模对西北地区东部降水的影响，通过观测分析结合数值模拟，揭示了热带印度洋对西北地区东部降水的影响及其物理机制，建立了热带印度洋影响西北地区东部降水的物理概念模型及指标。. 利用西北地区东部气象测站降水、NCEP/NCAR再分析资料和MCA方法，发现前期冬、春季持续异常的热带印度洋海盆模与西北地区东部5月降水异常主模态存在持续稳定的显著关联，而且这种显著关系存在年代际差异，在1970年代中期之前两者关系不显著，之后两者关系显著加强，通过了95%的显著性检验。热带印度洋冬、春季暖（冷）海盆模通常对应后期西北地区东部5月全区降水异常一致偏多（少）。热带印度洋海盆模对西北地区东部5月降水的显著影响是热带印度洋海盆模“电容器”效应的一种具体体现。. 回归分析发现热带印度洋海盆模通过引起西北地区东部上空西低东高的环流异常变化而影响西北地区东部降水异常。暖海盆模可在亚欧地区大气中引起类似“Matsuno-Gill Pattern”的响应，在热带印度洋到亚欧地区对流层中高层形成一个正负相间的异常波列，西北地区东部处于异常波列政正负异常中心之间明显的西低东高的异常高度场形势下。高层在西北地区东部到我国华北为大片气流异常辐散区，低层西北地区东部处在异常偏南、偏东气流中，气流辐合明显。这正是西北地区东部降水异常偏多典型环流形势。FOAM和CESM海气耦合模式很好地验证了分析结果。. 因此热带印度洋海盆模可作为西北地区东部5月降水异常的前期预测指标。研究结果加深了对西北地区东部降水异常成因的认识，有助于提高预测准确率，更好地服务于当地防灾减灾。