南亚高压的受激及其对亚洲季风爆发进程的影响

亚洲季风系统是全球最为复杂的季风系统，对全球约一半人口的社会生活及经济发展影响巨大。亚洲季风的爆发演变过程涉及不同空间和时间尺度的大气运动，涉及多圈层的相互作用，涉及多学科的交叉。我国夏季降水异常与亚洲季风爆发过程的异常密切相关。正确理解亚洲季风爆发进程及相关的机制属国际大气科学的研究前沿，对其准确的预报是保障我国社会经济可持续发展的需要。本申请在以往强调海陆热力差异的外部强迫影响亚洲季风爆发研究的基础上，重点研究大气内部强迫影响亚洲季风爆发进程的问题。拟基于位涡理论和引入新近发展起来的纬向非对称不稳定理论，集中分析强对流潜热释放通过增强位涡经向输送激发纬向非对称不稳定，从而使南亚高压失稳并影响亚洲季风爆发进程。由此把影响亚洲季风爆发进程的外部强迫和内部强迫及其相互反馈结合成为一个整体，去揭示亚洲季风各个子系统爆发的规律及相互之间联系的动力和热力机制，为改进季风爆发的气候预测提供理论依据。

本研究把亚洲夏季风爆发作为一整体，基于位涡理论和纬向非对称不稳定理论去分析强对流潜热释放激发纬向非对称不稳定，使南亚高压(SAH)失稳并影响亚洲季风爆发进程；揭示各子系统爆发之间的联系并阐述其动力热力机制,证明亚洲夏季风是热力驱动的。全面实现目标，在国内外核心刊物发表论文21篇，其中SCI论文14,SCIE 2,国内核心期刊5。培养博士9名。国际大会特邀报告15次；国际分会特邀和国内大会特邀报告9次。新成果如下：.¤发现春季发生在菲律宾南部和南海强对流激发了对流层高层的SAH。SAH不稳定发展使其东/西两侧的正/负位涡平流加强，在其东部和南部形成高位涡带。高位涡扰动不断从该带中释放并向西传播，在SAH西南部形成抽吸作用，影响整个南亚季风爆发和演变！.¤发现春季青藏高原和南亚海陆分布联合强迫作用使海表温度在BOB中东部形成短暂但强盛的暖池，在高层SAH抽吸作用下，常有季风爆发涡旋发展，并导致亚洲热带季风首先在BOB东南部爆发。.¤证明BOB季风爆发后，其东/西部有东/西风型垂直切变，利于激发/抑制对流活动，并增加/减少海洋向大气的表面感热加热，从而使得亚洲夏季风爆发西传在BOB西海岸遇到屏障。季风爆发逐渐向东伸展引发南海和西太平洋季风相继爆发。.¤指出孟加拉湾和南海的季风降水释放出强大潜热，使SAH不稳定发展并西伸，纬向非对称位涡强迫显著增强；在阿拉伯半岛强烈的感热加热所诱发的中层阿拉伯反气旋共同作用下，位于阿拉伯海近赤道的低压系统北移发展成为季风爆发涡旋，导致印度季风爆发。.¤由此证明，历时约一个月的亚洲热带夏季风爆发三个阶段（孟加拉湾、南海和印度季风爆发）是发生在特定地理环境下受特定的动力－热力学规律驱动的接续过程。一方面春季SAH受强对流激发产生；另一方面SAH高层抽吸作用与发生在BOB海陆气相互作用结合，导致BOB南部强对流涡旋发展，BOB夏季风爆发。一方面BOB和南海季风爆发所产生的强烈潜热释放激发了SAH不稳定发展；另一方面这种SAH不稳定发展所伴随的纬向非对称位涡强迫和高空辐散抽吸作用与对流层中层阿拉伯半岛副高东侧高位涡平流结合，诱导阿拉伯海季风爆发性涡旋发展，导致印度夏季风爆发。本研究表明，亚洲夏季风爆发过程（潜热→SAH形成→BOB和南海夏季风爆发潜热→SAH失稳西伸→印度夏季风爆发）是包含大气内部环流强迫和外部热力强迫相互反馈的复杂过程。