南亚高空准静止波变异特征及对我国南方冬季湿冷气候影响的研究

近年来我国南方冬季湿冷气候异常事件突出（2008年冰雪灾害、2011年低温雨雪）。对2008年南方冰雪灾害的研究表明，南亚高空准静止Rossby波列是重要的动力信号。本项目拟研究南亚高空准静止波变异特征及对我国南方冬季湿冷气候的影响。利用EOF、合成回归等统计分析方法和频谱分解方法诊断南亚高空准静止波的气候平均和年际变率的时空特征，通过波作用量诊断其动力学变异特征，揭示南亚高空波导变异特征与热带和中高纬度气候信号之间可能的关联，利用台站观测资料和再分析资料研究南亚高空波动变异对我国南方冬季湿冷气候影响的物理过程和途径。这对更好理解和预测我国冬季南方湿冷气候异常和东亚冬季风的变异有重要意义。

项目研究了MJO通过下游Rossby波和副热带急流的正压不稳定影响太平洋-北美遥相关的动力学机制。用浅水模式给定类似MJO的热力强迫，在北太平洋设置局地急流和纬向均匀急流进行对比。结果显示当MJO热力强迫经过海洋性大陆时，Rossby波的下游响应在急流出口呈现准定常异常的特征，这与Adames and Wallace (2014)的观测结果非常一致。论文提出的动力机制可以用来解释MJO和PNA型的关联，以及其他热带外季节内事件。该研究的科学意义是揭示了热带最显著的低频振荡影响热带外太平洋-北美区域天气气候的物理机制，被美国地球物理学会选为研究亮点。项目还研究了北半球冬季大气低频流型的分类。用SOM方法对北半球冬季10天低通500hPa高度场进行聚类分析，结果显示SOM方法在对大气低频流型的聚类上比Ward方法优越。SOM聚类得到了四类可复制的流型，有PNA和NAO遥相关型，其中还包括一个新发现的流型——阿拉斯加阻塞及下游波列延伸到北美和北大西洋。前三个流型对北美和欧洲的冬季气候有重要影响，特别是有助于解释三个特别气候异常冬季的主导流型。该研究的科学意义是从非线性角度揭示大气中的新的流型，对认识气候自然变率的现象和机制有重要意义。