全球变暖下的大陆中部夏季变冷现象-"暖洞"研究

One of the global warming features is that continents should warm faster and the warming of continental centers far from oceans should be the fastest. However the 20th-century warming pattern was opposite with major continental centers (e.g., south-central China, Central U.S., and southern-central South America) warming less, even cooling. We named these abnormal cooling regions "warming holes (WH)".In recent 10 years, there have been a number of studies exploring WH formation and maintaining mechanisms. Two broad processes are thought to be responsible for the WHs: decadal SST variability such as PDO and AMO, and interactive regional atmospheric and hydrological processes. Here we propose a third major process: WHs may be the regional climate response to long-term global warming. The overarching goal of this project is to determine whether the WHs are simply regional response to long-term global warming or related to other transient processes. Four objectives contributing toward the project goal are: 1) to find common (and differing) characteristics of WHs among different continents so that an unified mechanism governing all three WHs may be revealed, 2) to determine relative contributions of newly proposed regional mechanisms to WHs, 3) to contrast WH contributions from SST variability (e.g., PDO) versus from regional feedback processes, and 4) to explore future trends of WHs in the mid-late 21st century.

全球变暖的一个显著特点是大陆比海洋暖得快。但20世纪后半叶全球几个大陆中心（我国华南、美国中部和南美洲南部）夏季反而变冷。我们命名这种在全球变暖环境下的区域异常变冷区为"暖洞(WH)"。最近十年对暖洞的研究已有不少进展,其成因可归纳为两大因素:太平洋和大西洋多年代振荡(PDO、AMO)；区域尺度上的大气-水文过程的相互作用和动力、热力反馈。本项目提出第三大因素：暖洞可能是区域气候对全球变暖的反应，并判断暖洞现象是大陆中心地区对长期全球变暖的反应还是与全球变暖无关的暂短现象所致。具体工作包括：1) 研究中国、美国、南美暖洞之间的共同和不同点，进而尝试归纳出它们统一概念模型和成因机制；2) 确定不同区域尺度上物理过程之间的相互作用对暖洞的贡献；3) 对比分析PDO/AMO与区域尺度上的过程对暖洞的相对贡献；4) 预测暖洞21世纪中后期的趋势。

全球变暖的一个显著特点是大陆比海洋暖得快。但20世纪后半叶全球几个大陆中心（我国华南、美国中部和南美洲南部）夏季反而变冷。我们命名这种在全球变暖环境下的区域性异常变冷为“暖洞(WH)”。以前对暖洞的归因研究发现暖洞与太平洋和大西洋多年代振荡(PDO、AMO)以及大气-水文过程的相互作有关。本项目提出暖洞也可能是区域气候对全球变暖的反应，并判断暖洞现象是大陆中心地区对长期全球变暖的反应还是与全球变暖无关的暂短现象所致。通过本项目的四年研究发现暖洞既受全球变暖影响也与低频振荡PDO、低空急流输送等有关。暖洞现象有明显的年代际变化，中国的暖洞在20世纪70-90年代最明显，之后趋于减弱。因为大多CMIP5数模式很难模拟出过去实测的暖洞，因此暖洞的将来变化还难以预测。