对流耦合赤道波动的季节和年际变化特征及其机理

对流耦合赤道波动是热带大气动力学基本问题，一般它包括赤道Rossby波，Rossby重力混合波，赤道Kelvin波等,它与热带气旋和台风的形成、传播等密切相关。目前对流耦合赤道波动的研究还主要集中在天气尺度的结构和传播方面，对它的气候学研究尚处于起步阶段。而最新的研究表明，对流耦合赤道波动与热带气旋的年际变化具有重要的联系，是目前热带气候学研究的热点问题。本项目利用高分辨率、时间范围长达二十多年的卫星资料，并采用波数频率谱分解的方法从高分辨率对流和环流资料中分解出不同的波动；并且从波动的强度、结构和传播等方面入手，揭示这些波动属性的季节和年际变化特征；此外，项目将深入探讨波动的变化特征与大尺度环流、对流以及海温等要素的联系及其物理机制，特别是赤道波动和ENSO等海气耦合异常事件的联系。项目对深入认识热带大气热力和动力学，提高台风活动的短期预测有重要的科学意义和应用价值。

赤道对流耦合波动是影响热带降水、台风等重要天气气候过程的季节内变化系统，本项目研究了热带大气的对流耦合赤道波动的季节和年际变化特征。项目在执行过程中基本按照项目任务书中的计划执行。通过分析海气耦合模式中的模拟情况，研究认为赤道对流耦合波动的季节变化特征和平均态的季节变化密切相关，而赤道Rossby对流耦合波和热带低压波动的季节变化和台风的季节变化符合的很好，可能是决定台风季节变化的原因之一。研究利用一个包含对流耦合过程的简单赤道数值模式，研究了基本气候的气候态对对流耦合波动和热带低频振荡的传播特征的影响。研究表明：当基本气流为纬向西风时，波动的周期随纬向风强度增加而减少，这表明西风基本气流能加快扰动东传。项目还研究了赤道对流耦合波动对西北太平洋台风生成的影响。对流耦合波动（包括热带低频振荡）的对流活跃位相产生的台风个数是非对流活跃位相台风个数的三倍。在对流活跃位相，低层的气旋式环流异常、偏高的中层相对湿度，大的相对涡度的垂直梯度异常等过程是有利于台风个数偏多的原因。项目还在原研究计划的基础上预研了赤道对流耦合波动在全球变化下的变化情况。由于赤道对流耦合波动和降水平均态的密切关系，此预研的前期工作研究了降水平均态的季节变化在全球变暖下的变化及其机制。研究认为在未来全球变暖的情形下，热带地区的降水将在目前降水多的地区增多，同时还将在未来海温增加较多的地区增多而在海温增加较少的地区减少，总的降水变化由这两个过程共同决定。该研究为今后的进一步研究打下了基础。项目执行过程中按计划邀请台湾周佳研究员访问一次，并回访台湾一次。项目的研究成果一共整理发表了5篇研究论文，其中包括3篇国际SCI收录期刊论文、2篇核心期刊论文。