南海夏季风爆发时间年代际变化的热力机制

Many previous studies are focused on the influences of anomalous atmospheric circulation systems, sea- and land-surface thermal conditions in the interannual onset variability of South China Sea summer monsoon(SCSMS). The SCSMS onset variability undergoes not only on interannual time-scale but also on interdecadal time-scale. In recent several decades, there existed a prominant interdecadal variation of SCSMS onset-time, which becomes earlier after 1993. The physical mechanisms for this phenomenon have not well been understood. Therefore, it is important to study the thermal causes of the interdecadal onset variability of SCSSM. Firstly, The linkage between the interdecadal variabilities of SCSSM onset-time and the reversal of meridional gradient of tropospheric temperature, and the corresponding thermal mechanism of temperature variability are studied in this program based on the atmospheric reanalysis data, sea surface temperature data and out-going longwave radiation data. Secondly, the influence of underlying thermal forcing in the interdecadal variability of tropospheric temperature is also studied to reveal the thermal mechanisms for the SCSSM interdecadal onset variability, which may provide helpful theoretical bases to the climatic prediction of SCSSM onset.

以前的研究主要侧重在年际变化时间尺度上探讨大气环流系统、海洋和陆地下垫面热力状况的变异对南海夏季风爆发迟早的影响。南海夏季风的爆发时间既存在年际变化也存在年代际变化。在近几十年中，南海夏季风的爆发时间在上世纪九十年代初发生了一次明显的年代际变化，即近些年南海夏季风爆发更早。目前对这一现象的成因和物理机制的认识尚不清楚，所以研究南海夏季风爆发时间的年代际变化热力成因具有重要的科学意义。本项目拟利用大气环流、海表温度和OLR等资料，通过统计诊断和数值模拟方法来分析南海附近地区的对流层温度经向梯度的逆转的年代际变化与南海夏季风爆发时间的年代际变化的联系，以及与之相关的大气温度演变的热力机制；在此基础上进一步研究下垫面热力强迫对南海附近对流层气温年代际演变的影响，从而揭示影响南海夏季风爆发时间的年代际变化的热力成因和机制，为提高南海夏季风建立时间的气候预测水平提供理论参考依据。

南海夏季风的爆发时间既存在年际变化也存在年代际变化。在近几十年中，南海夏季风的爆发时间在上世纪九十年代初发生了一次明显的年代际变化，即近些年南海夏季风爆发更早。目前对这一现象的成因和物理机制的认识尚不清楚，本项目利用大气环流、海表温度和OLR等资料，通过统计诊断和数值模拟方法来分析南海附近地区的对流层温度经向梯度的逆转的年代际变化与南海夏季风爆发时间的年代际变化的联系，以及与之相关的大气温度演变的热力机制；在此基础上进一步研究了海温异常的热力强迫对南海附近对流层气温及环流年代际异常的影响。.研究结果表明：1）南海夏季风建立时间序列与南海对流层经向温度逆转的时间序列存在显著的变化一致性。南海地区对流层中高层经向温度梯度逆转时间在1993/1994年也存在明显的年代际变化。南海季风区北部对流层温度的年代际变化对南海区域经向温度梯度逆转时间的年代际变化起着主要的贡献作用。2）晚春南海季风区副热带上空对流层温度的年代际增温主要与前期冬季高原上空的气温年代际增暖并通过异常暖平流过程（前冬）和异常下沉运动（后冬）而导致南海北部上空同期气温年代际温暖有关，并经过春季的异常冷平流和异常非绝热冷却抵消异常下沉绝热增温后造成的降温，但春季的降温效果不足以抵消冬季的增温作用，最终在5月还表现出年代际的增温，从而导致南海夏季风爆发时间的年代际提前。3）诊断及数值模拟结果都一致表明，热带西太平洋的海温年代际增暖对南海夏季风爆发的年代际提前具有重要的影响。.该项目研究结果不仅丰富和加深了人们从热力机制的角度对南海夏季风爆发迟早的年代际变化的物理机制的认识和理解，还可为南海夏季风建立时间的长期气候预测提供理论参考依据。