孟加拉湾海表温度季节变化和日变化对夏季风爆发的影响

Impact on sea surface temperature (SST) of thin mixed layer depth that caused by surface fresh water and impact on monsoon onset of SST are the main study field of this project. As one of main vapor source of China, Bay of Bengal is among the areas of lowest salinity, and is also the earliest onset area of Asian Summer Monsoon. Lower salinity makes the mixed layer thinner, which causes different response of SST from the main principal frequency of solar radiation, and then changes the seasonal and diurnal variability of SST. SST and its amplitude of diurnal cycle reach their maximum before monsoon onset, which change the instability and humidity through changing the evaporation rate, and then influence the monsoon onset. In this project, we will use latest observation to analyze the mechanism of SST seasonal change and diurnal cycle by closing the heat balance equation, and clear the distribution of thinner mixed layer to the two SST change; Then, we will discuss the influence of SST warming and diurnal cycle on evaporation. Numerical experiment will be done to test the relationship between SST and monsoon onset. Our project will be benefit to improving ability of forecasting monsoonal air-sea interactions system, and can also provide reference for climate models.

本项目主要研究孟加拉湾表层淡水造成的浅混合层对海表温度（SST）的影响，及SST在季风爆发过程中的作用。孟加拉湾作为我国夏季季风降水的重要水汽来源地，是全球表层盐度最低的海区之一，也是亚洲季风最早爆发的海区。低盐度造成混合层变薄，使SST对太阳强迫的两种主频率产生不同响应，进而改变其季节变化和日变化过程。季风爆发前，孟加拉湾SST达到最大，同时日变化振幅达到最强，这两种过程通过改变水汽蒸发对大气湿度和不稳定性产生影响，进而影响季风爆发。本项目将利用最新观测数据，采用闭合热收支方程的方法分析SST季节变化和日变化机制，明确混合层变薄对这两种变化的影响；讨论春季SST变暖及日变化的存在对水汽蒸发的影响，并开展敏感性试验验证SST对季风爆发的影响。本项目可提高季风海气耦合系统的可预报性，为气候模式提供参考。

在季风和低盐的作用下，孟加拉湾海温表现出独特的季节变化和日变化特征。冬、夏季风转换期的高海温和强海温日变化为夏季风最早在该海区爆发提供了预条件。本项目结合遥感和现场观测资料对孟加拉湾混合层热收支进行诊断分析，结果表明热通量项主宰了SST 的季节变化，这与之前研究一致。与之前研究不同的是，海洋过程也起到重要作用。除冬季外，卷夹过程大部分时间都表现为显著的冷却作用，而温度平流在冬、夏季风期都表现为显著的加热作用。敏感性实验证明海表低盐造成的盐度层结有利于春季的快速增暖。在季风转换期，海表增暖能够显著提高海表假相当位温。高海温有助于加热表层大气，进而提高表层大气的水汽容纳能力。季风转换期海表水汽有显著的增加，而增加的水汽主要来自于海表蒸发。SST的快速增长通过影响海表蒸发影响表层水汽含量，从而提高海表面假相当位温，建立大气对流不稳定度的经向不对称，进而诱导第一支季节内振荡北传。.RAMA浮标观测显示孟加拉湾SST日变化振幅（DSA）在季风转换期最大。通过混合层热收支估计发现短波辐射加热是造成SST白天增暖的主要原因，而卷夹冷却作用是造成傍晚快速冷却过程的主因。与其他季节相比，季风转换期浅混合层能够强化白天的加热过程和夜晚的冷却过程，有助于造成大DSA。在风速小且呈现减弱趋势的背景下，SST变化对潜热蒸发的增长起决定作用。通过增强潜热释放，SST日变化也能对表层水汽增加做出贡献，从而影响到低空大气不稳定度和季节内振荡北传，助推夏季风爆发。.本项目还还开展了季节内振荡对热带印度洋SST日变化的调制研究及安达曼海海气相互作用过程研究。发现大气季节内振荡（MJO）对SST日变化的调制主要通过影响短波辐射和风应力的季节内变化实现。另外，发现安达曼海表层海温和热收支的季节变化过程与孟加拉湾有诸多异同点。详情可见附件文章。