两类厄尔尼诺事件对东亚夏季风进退的影响研究

It has been proven that more Central Pacific (CP) El Niño events tend to occur under the global climate change. However, the influence of CP El Niño on the spatio-temporal evolution (i.e., monsoon onset, propagation, active-break cycle, and withdrawal) of the East Asian summer monsoon (EASM), as well as the different modulations of two types of El Niño on EASM remains unclear. In this study, data mining technologies are employed to analyze the linkage between the evolution of the EASM and two types of El Niño. The tasks of this study are: 1) to search out the characteristics of the evolution of the EASM and their relations to two types of El Niño; 2) to construct a mathematical/statistical model for the linkage between EASM evolution and two types of El Niño and; 3) to predict the evolution of the EASM and its rainbelt by using the two types of El Niño and other associated variables. The current research is expected to advance our understanding of the modulations of two types of El Niño on large-scale circulation, and to gain more insight into the impacts of CP El Niño on the evolution of the EASM. The research outputs will provide valuable references for the medium- or long-term prediction of monsoon movement.

近年来，一种新型的发生太平洋中部赤道海域的厄尔尼诺现象（Central Pacific El Niño）被发现，这种厄尔尼诺在气候变化背景下将会出现得更加频繁。然而，这种新型厄尔尼诺对东亚夏季风进退的影响，以及与传统型东太平洋厄尔尼诺（Eastern Pacific El Niño）影响的差别尚未清楚。本研究拟采用数据挖掘技术，研究这两类厄尔尼诺与东亚夏季风进退的关系。本项目的具体研究内容包括：1、找出东亚夏季风进退的不同类别模式；2、研究东亚夏季风进退与两类厄尔尼诺的关系，构建东亚夏季风进退与两类厄尔尼诺之间关系的关联模型；3、利用两类厄尔尼诺指数，并结合其他相关变量，预测东亚夏季风的进退及其雨带变化。本项目将加深气候变化背景下两类厄尔尼诺对大尺度环流影响的理解；进一步探清不同厄尔尼诺事件对东亚夏季风的影响。本项目可为东亚夏季风的进退及其雨带变化的中长期预测提供有价值的参考。

东亚夏季风进退（爆发和撤退等）及其变化与我国东部季风区内的雨带进退、雨季长短、降雨分布和旱涝变化等密切相关。以往已有研究对东亚夏季风进退的年际、年代际变化缺乏系统了解，而影响东亚夏季风进退的影响因子和作用过程还未清楚。在本项目的资助下，我们开展了针对东亚夏季风进退（包括爆发、撤退等），及中太平洋（Central Pacific, CP）和东太平洋（Eastern Pacific，EP）两类厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）可能影响等方面的研究，取得的主要成果总结如下：. [1] 提出了一种新的东亚夏季风进退的客观定义方法，该方法通过对低层经向风（U850）按年进行累加得到的累计序列来确定东亚夏季风的爆发与结束日期。结果表明，该方法可以快速、准确、有效地确定季风起止日期，不受人为因素的干扰，具有较强的推广和应用前景。. [2] 研究了夏季风爆发的年际变异特征以及两类ENSO的可能影响。结果表明，夏季风爆发主要受到CP型ENSO和前期春季陆表气温偏冷影响较大，而受EP型ENSO的影响则很小。当CP-ENSO处于负相位时，中太平洋海温偏冷引起热带Walker环流增强，加强了热带西太平洋上空的潜热释放和菲律宾海反气旋，从而有利印度洋夏季暖湿气流东进，导致南海夏季风偏早爆发。. [3] 研究了东亚地区夏季风撤退的变异特征和可能影响因子，发现了东亚南部夏季风撤退主要受到CP型ENSO的影响，受EP型ENSO影响则较小。CP-ENSO导致西北太平洋副热带高压增强并且东移，中国东部上空盛行北风异常，有利于夏季暖湿气流向南海地区撤退，导致东亚南部地区夏季风撤退偏早。北部季风撤退则主要受太平洋年代际涛动（PDO）的影响，PDO北太平海温异常引起北太平洋气压偏低而东亚地区气压偏高和低层反气旋异常，从而引起该地区的夏季风撤退偏早。