土壤湿度对东亚区域次季节气候异常的可预报性的影响研究

提高次季节气候预测水平对气象防灾减灾具有重要的科学意义和实用价值。土壤湿度作为一种新的影响次季节气候可预报性的因子正备受关注。本项目旨在利用观测土壤湿度、降水等资料，并结合全球陆气耦合试验第二阶段（GLACE-2）资料，揭示次季节尺度上东亚区域土壤湿度异常与后期气候异常的关系及其在模式中的体现；随后利用大气所新一代气候系统模式IAP AGCM4.0，开展三组20年的集合回报试验，通过试验结果与观测结果的相关分析，考察初始土壤湿度对东亚区域次季节气候异常可预报性的影响。本项目研究将在揭示次季节尺度上东亚区域土壤湿度异常与气候异常的关系的基础上，定量评估初始土壤湿度对东亚区域次季节气候异常的可预报性的影响，为进一步提高东亚区域次季节-季节气候异常的预报技巧提高理论依据和实践方法。

次季节时间尺度介于天气和季节气候时间尺度之间，提高次季节气候预测技巧对于气象防灾减灾具有重要的科学意义和实用价值。本项目在揭示次季节尺度上东亚区域土壤湿度异常与气候异常的关系的基础上，定量评估了初始土壤湿度对东亚区域次季节气候异常的可预报性的影响。首先，本项目分析了春季东亚季风区土壤湿度和6月份长江中下游降水的关系，结果表明3、4月份长江中下游土壤湿度和6月份该区域降水之间存在很显著的正相关关系。可能的机理分析表明：当中晚春（4～5月）长江中下游地区的土壤湿度偏湿（干）时，晚春（5月）长江中下游上空低层气温偏低（高），从而导致东亚季风区的海陆温差减小（增加）；海陆温差的减弱（增强）将使得6月份东亚夏季风较常年偏弱（强），伴随着的风场异常则主要体现在长江以南地区为南风（北风）异常所控制，而长江以北则为北风（南风）异常，从而使得长江中下游存在着异常辐合（散），最终导致长江中下游降水量较常年偏多（少）。其次，本项目利用观测资料和全球陆面-大气耦合试验第二阶段（GLACE-2）试验数据，考察了次季节尺度上初始土壤湿度异常对后期降水的影响。结果表明：夏季，初始土壤湿度异常对降水的可预报性的影响主要集中在16-30天的次季节时间尺度上，考虑了较真实的初始土壤湿度的影响后，中国北方地区的降水的可预报性有所增加。最后，本项目利用中科院大气所新一代气候系统模式IAP4.1，考察了中国区域3月1－5日初始土壤湿度对其后15－90天的气候异常可预报性的影响，个例分析表明，1992年的初始土壤湿度与观测较为接近，该年46－60天的预测降水异常与观测的相关为0.04；而1996年的初始土壤湿度与观测相差较大，该年46－60天的预测降水异常与观测的相关为0.02。