南亚夏季风降水年际变异影响东亚夏季降水的机理研究

Interannual teleconnections of precipitation anomalies over East Asia and South Asia monsoon regions have been recognized by many studies, and because South Asian monsoon region locates in the upstream region of East Asia, South Asian Summer monsoon precipitation variation may have great impacts on that over East Asia at interannual time scale. From the aspect of atmospheric response to diabatic heating (DBQ) forcing due to South Asian summer monsoon (SASM) precipitation anomaly,impact of SASM precipitation variation on that over East Asia at interannual time scale is studied.This project will make clear spatial teleconnections of interannual summer monsoon precipitation anomalies between East Asia and South Asia at seasonal and intraseasonal time scale, diagnose the associated atmosphere circulations and 3D-structures of DBQ, investigate the structure and mechanism of atmospheric response to those DBQ forcings, and discover the key forcing regions of SASM to summer precipitation anomaly over East Asia. By regarding mid-latitude westerly wave train in higher troposphere (north branch) and subtropical southwesterly wave train in lower troposphere (south branch) as two pathways, both their dynamical processes of SASM DBQ influence and relative contributions to the precipitation anomaly over East Asia will be found out.The study results will deepen the understanding of interannual precipitation variability within Asian summer monsoon system, and furthermore,supplement the SASM activity as one of the important predictors for summer severe weather and climate anomalies in China.

东亚和南亚季风区夏季降水存在一定的年际遥相关关系，由于南亚季风区位于东亚季风区上游，南亚夏季风降水年际变异会对东亚夏季降水异常产生显著影响。本项目从大气对南亚季风区非绝热热源强迫响应的角度来研究南亚夏季风降水年际变异特征及其对东亚夏季降水异常的影响。项目研究将明确东亚与南亚夏季风降水年际异常在季节和季节内尺度上的空间遥相关关系，诊断与之相联系的大气环流和大气非绝热热源的三维空间结构，揭示东亚大气对南亚夏季风降水产生热源的响应结构和机理，找到南亚夏季风降水年际变异影响东亚夏季降水异常的关键区，从高空中纬度西风带波列（北支）和低空副热带西南气流波列（南支）两个方面揭示南亚季风区非绝热加热影响东亚夏季风降水异常的物理途径，弄清这两个可能途径的动力过程和相对贡献。研究所得成果可加深对亚洲夏季风系统内部降水年际变率特征的理解，为利用南亚夏季风活动预测我国重大天气气候异常事件提供重要参考

东亚与南亚夏季降水异常之间存在一定的年际遥相关关系，南亚作为夏季降水最多的季风区和东亚上游地区，其降水异常可通过大气凝结潜热释放改变大气环流异常结构，从而对东亚夏季降水产生显著影响。本项目利用观测分析、数值模拟和动力学诊断相结合的手段，分析了东亚与南亚夏季降水年际异常的耦合关系，得到了与降水异常相联系的南亚季风区非绝热热源的三维空间结构，进一步揭示了东亚大气环流对南亚夏季降水凝结潜热释放热源强迫的响应结构，阐述了南亚季风区非绝热加热影响东亚夏季降水异常的物理途径。结果表明，夏季，长江流域降水偏多对应于印度次大陆中北部降水偏少，华北地区降水偏多则对应于印度次大陆西北部降水偏多，这是东亚与南亚夏季降水异常最主要的两个耦合模态，其中前者为大气内部固有的年际变率模态，在海温异常的作用下更明显。这表明东亚夏季风与南亚夏季风具有密切的协同变化关系，两者在物理上存在内在联系。南亚夏季降水主要以对流性降水为主，其产生的凝结潜热释放主要位于对流层中高层。里海东部是Rossby波源异常的关键区，Rossby波沿东亚副热带西风急流向下游传播，主要影响东亚中北部的大气环流异常与降水。夏季不同月份副热带西风急流的位置和强度不同，造成了南亚夏季相同大气非绝热热源强迫的响应不同，盛夏时（7-8月）副热带西风急流位置最北且强度最弱，东亚上空的Rossby波列偏弱、位置最北。南亚热带和副热带地区的夏季降水异常会通过低纬赤道附近东传的Kelvin波或辐合辐散影响西北太平洋降水异常，而西北太平洋降水异常产生的大气非绝热加热又会激发出东亚沿岸经向传播的Rossby波列，影响东亚沿岸夏季降水。另外，在来自欧洲西北部中高纬大气异常信号影响东亚和南亚气候异常的过程中，南亚夏季降水还充当了中继站和放大器的角色，传递并放大中高纬大气异常强迫信号。以上所得研究成果加深了对亚洲季风区降水年际变率特征的理解，为利用南亚夏季风活动监测和预测我国夏季降水异常提供了重要的科学基础与参考。