青藏高原与太平洋/大西洋热力作用对北半球陆地夏季风年际变化的协同影响

The Northern Hemisphere has the most remarkable regional monsoons (including West African monsoon, South Asian monsoon, East Asian monsoon, and North American monsoon). The previous studies paid more attention to effects of land-air interactions over the Tibetan Plateau (TP) and ocean-air interactions over the Pacific and Indian Oceans on the East Asian monsoon, especially the relative contributions and interactions between the TP thermodynamic forcing and the tropical ocean temperature modes (e.g., ENSO and the Indian Ocean basin temperature mode) on interannual variations of the onset, advance, and intensity of East Asian summer monsoon (supported by a key project of the NSFC’s Tibetan plan). However, there are little studies on effects of the TP and Pacific/Atlantic thermodynamic functions on the other regional monsoons. Therefore, using observational data at meteorological stations, atmospheric reanalysis datasets, and satellite products as well as statistical analysis, physical diagnosis, and numerical simulation methods, this project will investigate interannual varying features of the TP heating and its links with the Pacific/Atlantic thermodynamic forcing, explore the individual or collaborative impacts of these factors on interannual variability of African, South Asian, and North American monsoons, and compare these impacts with those impacts on the East Asian monsoon. This is distinguished from the previous studies and could deepen our understanding about the mechanisms for collaborative influences of the TP and Pacific/Atlantic thermodynamic functions on interannual variations over the Northern Hemispheric land summer monsoon. This study is also one of the core researches listed in the NSFC’s Tibetan plan.

北半球有全球最显著的区域季风（西非季风、南亚季风、东亚季风和北美季风）。关于青藏高原陆–气相互作用、印度洋–太平洋海–气相互作用对东亚季风影响的研究已经不少，特别是已有青藏高原研究计划重点项目正在研究高原热力作用和热带海洋温度模态（如ENSO和印度洋海盆温度模态）对东亚夏季风爆发、推进和强度年际变率的相对重要性和相互作用；而关于青藏高原热源与太平洋/大西洋热力强迫对其他区域季风的协同影响研究还很少。因此，本项目利用气象站资料、大气再分析资料及卫星产品等，从统计分析、物理量诊断和数值模拟方面，研究青藏高原热状况年际变化与太平洋、大西洋热力作用之间的相互关系及其对北半球夏季风年际变率的独立和协同影响，从而深入认识青藏高原与太平洋/大西洋热力作用协同影响北半球夏季风年际变率的机制。该研究内容与已有的不同，也是青藏高原重大研究计划的核心之一。

研究青藏高原、太平洋和大西洋热力强迫对季风的影响一直受到国际科学界的高度关注。然而，目前的认识更多地集中在这些因子各自对亚洲季风的影响，而关于它们对亚洲季风的协同影响以及高原加热在非洲和北美季风变化中的作用的研究还较少。因此，国家自然科学基金委员会的“青藏高原地—气耦合系统变化及其全球气候效应”重大研究计划把“青藏高原和海洋对东亚和全球季风变化的协同影响”确定为核心研究内容之一。.本项目重点研究了青藏高原地面和大气热状况的特征，非洲、印度、东亚、西北太平洋和北美夏季风降水的协同变化特征以及与高原气候的关系，高原热状况对行星波、平均环流、海-陆热力差异、北半球陆地季风降水及西北太平洋季风降水的影响，开展了高原热源、太平洋、大西洋关键区海洋强迫对北半球陆地夏季风的独立和协同影响研究。通过研究，重新估计了夏季青藏高原地表热通量，新估计的夏季感热强度明显小于以往的估计值；揭示了夏季高原加热异常影响APO行星波及青藏高原-欧洲区域纬向和经向垂直环流的机制，夏季高原热状况变化对西北太平洋、北大西洋和印度洋海-气相互作用的影响机制以及热带中东太平洋和北大西洋中纬度SST异常对高原气候的反馈，高原加热、太平洋和大西洋关键区SST异常对北半球陆地与周边海洋之间对流层热力差异的影响程度，北美、北非、印度和东亚季风区降水之间的一致变化特征以及它们与西北太平洋季风区降水的关系，高原加热与赤道中东太平洋、西北太平洋中纬度和北大西洋中纬度热力强迫的独立和协同对季风区降水的影响程度；提出了前期印度洋、大西洋热状况对夏季中东部高温热浪异常变化的指示意义以及南亚高压前期信号对南海季风爆发的指示意义。.本项目发表论文21篇，其中SCI论文15篇，影响因子大于3.0的13篇；部分成果发表在《Bulletin of the American Meteorological Society》，具有高的科学价值；部分成果正在国家级业务单位进行业务转化。