中国生长季多年代际变化及其与大洋气候振荡的联系

Knowledge of possible causes of changes in historical growing season is helpful for predicting ecosystem changes in the future. This study aims at the multidecadal varibility (MDV) in change of growing season in China and its linkage to ocean multidecadal oscillation (e.g. Atlantic Multidecadal Oscillation), in order to improve the scientific basis for predicting changes in growing season in the next 10-30 years. The local growing season (LGS) is defined by using the climatological annual mean temperauture as the threshold. A good linear relationship were found between the LGS indices (start, end) and montly temperature in previous study. By using this relationship and homogenized long-term monthly temperature dataset, we could reconsturct the LGS indices time series on a century scale. The Ensemble Empirical Mode Decomposition method will be employed to adaptively decompose the LGS indices in order to obtain the MDV component. The periodicity and amplitude of the MDV component will be quantified to assess its contribution to changes in LGS in China. This study will investigate the Atlantic Multidecadal Oscillation's influence on MDV in temperature/LGS indices variations in China.

对生长季变化的成因研究有助于预测未来生态系统的变化。本项目旨在揭示中国区域气候学生长季演变中的多年代际变率（MDV）及其与大洋气候振荡（如大西洋多年代际涛动AMO）的可能联系，为预估未来10-30年生长季的演变提供部分科学依据。本研究沿用近年来发展的局部生长季（LGS）的概念：以局地多年年平均温度为阈值定义LGS的开始、结束日期。利用LGS指数同月温度变化的回归关系，通过中国区域百年尺度的均一化月温度数据，重建该地区百年尺度LGS各指数时间序列。基于集合经验模分解方法，提取并获得LGS开始、结束日期序列的MDV分量，定量评估MDV的周期和振幅，及其对近几十年中国区域生长季延长的贡献；并阐明AMO影响中国区域温度季节循环、以及生长季的多年代际变化的机理。

20世纪初期中国地区逐日温度数据的缺乏限制了世纪尺度气候学生长季变化的研究。本项目基于中国地区多个站点百年尺度均一化逐月温度数据、发展了替代方法研究了中国地区20世纪气候学生长季的变化特征，结果表明，中国东部地区，1909-2012年生长季开始（结束）日期提前（推迟）的速率为 -1.0天/10年（0.5天/10年）。然而，生长季指数的变化存在多年代际的变化特征。生长季长度在两个时间段：1910-1940年和1965-2012年的变化是延长的；估算了多年代际变率分量对近几十年中国地区生长季变化的贡献，以及研究了大洋涛动AMO影响中国地区生长季多年代际变率的机理；并基于CMIP5耦合模式数据预估了北半球及中国地区生长季开始日期的变化，结果表明，到21世纪末期，北半球平均生长季开始日期在RCP2.6， RCP4.5，和RCP8.5情景下分别提前4.3天，11.3天，和21.6天。