El Nino次年夏季东亚降水异常的多样性及其形成机制

The characteristics of East Asian summer precipitation anomalies (EASPA) in El Nino decaying summer are not always consistent with each other among different El Nino events, demonstrating pretty large discrepancies. With enough El Nino events, especially the two extreme El Nino events of 1997/98 and 2015/2016, this project will represent and summarize the EASPA diversity characteristics, and illustrate the mechanism from the aspects of El Nino diversity and evolution, configuration of El Nino and atmospheric anomalies in the mid-high latitudes, and background climate states at different time scales. Specifically, the impacts of different types of El Nino on the EASPA at different El Nino stages will be investigated; the configurations of El Nino and atmospheric anomalies in the mid-high latitudes will be identified, and accordingly, dynamical processes of the tropical and extratropical forcing to the EASPA will be discovered, so are their relative roles; contributions of background climate states at different time scales to the interannual EASPA as well as their influence mechanisms will be revealed. The outcome of this project will improve the understanding of EASPA mechanism, and provide strong scientific and theoretical foundations for the accurate seasonal prediction of China summer precipitation anomalies.

El Nino次年夏季东亚降水异常特征并不稳定，不同El Nino事件存在较大的差异。本项目拟以1997/98和2015/16两个极端El Nino事件为典型个例，结合更多的El Nino事件，归纳总结El Nino次年夏季东亚降水异常的多样性特征；研究不同类型El Nino在其演变不同阶段对东亚夏季降水异常影响的过程与途径；揭示El Nino与中高纬大气异常信号的主要配置关系，弄清热带与热带外信号影响东亚夏季降水异常的动力过程及其相对贡献；揭示不同尺度气候背景态对El Nino次年夏季东亚降水年际异常的贡献及其作用机理。综合El Nino多样性与演变特征、El Nino与中高纬大气异常信号配置关系和不同尺度气候背景态三个方面的作用，阐明El Nino次年夏季东亚降水异常多样性的形成机理，找到关键区域、关键因子和关键动力与物理过程。研究所得成果将加深对东亚夏季降水异常机制的认识和理解。

为了揭示El Nino在其次年夏季影响东亚降水异常的多样性和形成机制，该项目从El Nino多样性与演变特征、El Nino与中高纬大气异常信号配置关系和年代际气候背景三个方面开展了系统研究，取得了如下创新研究成果：1）揭示了不同强度ENSO对东亚夏季降水影响的差异特征，发现平流层准两年振荡对ENSO影响东亚夏季气候异常有重要调制作用，揭示了长江流域和华南地区降水异常各自及其之间的跨季节关系与不同演变特征的ENSO密切相关；2）揭示了年际尺度上热带和副热带西北太平洋存在两个相对独立的大气强迫海洋的海气耦合模态，发现热带印度洋和西太平洋海气耦合会增加El Nino次年夏季长江流域降水并减小华北地区降水异常的不确定性，阐明了热带印度洋和大西洋暖海温异常的联合强迫作用通过超强水汽输送对2020年长江流域破纪录梅汛期降水的决定作用；3）揭示了源自于热带和热带外的东亚夏季年际尺度经向遥相关信号，明确了它们对长江流域降水异常影响的差异，阐述了ENSO与中高纬大气信号对我国夏季降水异常分布型的单独和组合影响，揭示了与水汽相关的非绝热加热垂直结构在局地大气对中纬度北太平洋海温异常强迫非对称性响应的关键作用；4）阐明了年代际尺度上太平洋年代际振荡、北大西洋多年代际振荡和印度洋海盆一致性年代际增暖对东亚夏季年代际降水异常的联合影响与相对贡献；5）揭示了源自热带和热带外的东亚夏季10-30天次季节经向传播振荡信号，探讨了次季节和季节两个不同时间尺度东亚经向遥相关对东亚夏季极端降水的非线性影响。已发表标注论文13篇，其中SCI论文11篇。以第一发明人获国家发明专利1项，据此以主要完成人获软件著作权6项。获江苏省气象学会气象科技成果奖（基础研究奖）一等奖。项目的完成增加了对El Nino影响东亚夏季降水异常多样性和不确定性的新认识，为利用El Nino进行更准确的季节气候预测提供了新思路和科技支撑。