南海夏季准双周和20-60天季内振荡的年代际变化特征及其机理研究

The climate interdecadal variation is the background of month, season and interannual climate change and prediction. The summer weather and climate in the East Asia monsoon regions is associated with the intraseasonal oscillation (ISO). It has great application value in improving short-range and mid-range forecast skill by understanding the characteristics and influence mechanism of atmospheric ISO interdecadal variation. Our early research shows that there exist two dominant time scales, one with a period of quasi-biweek (10-20 days) and the other with a period of 20-60 days over South China Sea (SCS) during boreal summer, which has obvious interdecadal change. Firstly, On different interdecadal changes phase, using statistical analysis method to understand the three-dimensional characteristics and time evolution of quasi-biweekly and the 20-60 days oscillation over SCS during boreal summer, revealing the physical process of atmospheric circulation and air-sea interaction impact on strength and propagation of quasi-biweek and 20-60 days oscillation. Secondly, based on the data analysis, exploring mechanism of atmospheric circulation and air-sea interaction affectcing quasi-biweekly and the 20-60 days oscillation by the Princeton anomaly atmospheric circulation model (anomaly AGCM). Finally, discussing quasi-biweek and the 20-60 days oscillation impact on flood and drought over South China and forming the concept model.

年代际尺度气候变化是月、季、年际尺度气候变化及预测的背景。东亚季风地区的夏半年天气和气候与东亚夏季风季节内振荡（ISO）有很大的联系，了解在年代际尺度上大气ISO的变化特征和影响机理，对改善东亚季风区短期气候、中期预报有很大的应用价值。前期研究表明，南海夏季存在明显的准双周（10-20天）和20-60天振荡周期，并且两者存在明显的年代际变化。本项目采用统计分析方法了解在不同年代际变化位相上南海夏季准双周（10-20天）和20-60天季内振荡的三维空间以及随时间演变特征，揭示大气平均环流和海气相互作用影响准双周和20-60天振荡强度和传播的关键物理过程。采用普林斯顿异常大气环流模式（anomaly AGCM）进行数值模拟，研究大气平均环流和海气相互作用影响其机制。探讨在不同年代际变化位相上南海夏季准双周和20-60天振荡变化对华南旱涝变化的影响，形成其影响华南旱涝的概念模型。

本项目主要研究在不同年代际变化位相上南海夏季准双周（10-20天，QBWO）和20-60天季内振荡（ISO）的变化特征，揭示大气平均环流和海气相互作用影响的物理过程，探讨其对华南旱涝变化的影响。研究表明，在大气环流发生突变的三个不同年代下（1958-1976年、1977-1993年和1994-2011年），QBWO强度、传播次数、频次和传播波谱能量均呈现逐渐增强的趋势。ISO强度变化为正常略弱、较弱和较强，传播次数、频次和传播波谱能量则为较强、较弱和较强。1994年后，QBWO强的振荡中心由西太平洋转移到南海地区，而ISO强的对流中心则向东南偏移。影响QBWO的扰动来源没有明显的年代际变化，主要由西太平洋地区自东往西传播。影响ISO的扰动来源有明显的年代际变化, 1994年以后，孟加拉湾自西往东传播影响南海变得显著。1994年前，大气环流对QBWO和ISO强度的影响占主导，主要通过EAP和EU遥相关来影响。1994年以后，海温的影响占主导，主要通过PDO和黑潮区海温来调控。春季和夏季爆发型ENSO事件对南海-西太平洋QBWO和ISO的强度和传播能量具有不同影响。SINTEX-F海气耦合模式结果显示，没有印度洋和东太平洋的共同影响， ENSO的“间接”影响无法实现，不利于南海QBWO和ISO强度增强。在只有印度洋海气相互作用而没有热带太平洋海气相互作用下，南海QBWO和ISO强度总体增强。华南夏季降水与降水季节内振荡强度之间好的正相关关系来自于南海-西太平洋QBWO和ISO具有斜压性的西北-东南走向波列的西北向传播。QBWO是导致华南后汛期季风持续性暴雨和热带气旋持续性暴雨的关键因子。南海-西太平洋对流10-30d振荡在ENSO的影响下调控南海夏季风强度变化，对南海夏季风爆发早晚的影响具有不对称性。