北半球海陆间大气质量迁移的年际变化及其对中国气候的影响

项目将通过观测资料分析、动力学诊断和数值试验研究北半球大气质量在大陆和海洋间的迁移规律及其对中国气候变动的影响。拟研究：海陆间大气质量迁移（MAMLO）的季节变化；分析大气质量迁移的量值；定义可描述海陆间大气质量迁移的指数；比较季节循环中不同月份的差别；分析海陆间大气质量季节性迁移的成因；分别针对春、夏、秋、冬四季节，分析海陆间大气质量迁移的年际变化规律，包括周期、扰动强度、主要模态的空间分布；研究主要模态相应的环流的垂直结构；分析多种模式对海陆大气质量迁移的模拟能力；数值试验质量迁移的形成与海陆热力差异的联系；分析MAMLO与AO/ENSO/PDO等的联系；分析海陆间大气质量重新分布时与南北半球间大气质量涛动（IHO）的关系；分别分析春、夏、秋、冬四季大陆-海洋间大气质量迁移主要分量的年际变化与全球尤其是中国区域气温/降水的联系。结果有利于深刻理解我国气候变动规律并为预测提供线索。

陆地、海洋水面和海冰面三类不同热力特性下垫面导致其上大气所受加热在海-陆-冰区域间形成显著差异，并进而改变大气环流，引起天气/气候异常。大气质量AM重新分布是大气环流变化的反映。季风变异、遥想关现象等均为大气质量异常分布的具体表现。迄今，系统考虑三类不同性质地表所造成的热力差异驱动如何影响大气质量迁移仍未弄明。因此，揭示海-陆-冰间尤其是海-陆间大气质量迁移规律及其影响十分重要。.　　项目分析了大陆-海洋间AM迁移MAMLO的季节变化特征及其成因；研究了四季节MAMLO的年际变化规律；探讨了MAMLO与气候系统低频变率如AO等的联系；揭示了MAMLO与中国气候变动的关系。.　　通过研究，得到的主要结果有：（1）揭示出季节变化过程中AM存在显著迁移。海陆间非绝热加热率对比的季节变化影响着海陆间温度梯度的方向和大小，既有利于推动季风形成, 亦推动了AM在海陆间交换的季节循环。（2）揭示出冬季海面、陆面、海冰面上空MAMLO年际变化规律及其显著影响。发现了欧亚大陆与中纬太平洋间AM异常存在反相变化关系以及在北太平洋与北极海冰面间存在另一反位相关系。CMIP5模式大气中亦存在这两种反相关系。在这两种反相关系下，北半球冬季存在3种不同的遥相关型，其对地中海地区、欧亚大陆北部、北美和东亚等地冬季气候异常有显著而广泛的影响。（3）揭示了四季欧亚-太平洋区域MAMLO的主要特征。MAMLO四季均显著存在但在不同季节其周期、遥相关中心强度和位置均有显著差异。MAMLO的形成可归因于海陆热力差异驱动、大气质量流和Rossby波能频散导致的AM重新分布。MAMLO在冬、春、夏对中国降水和气温均有显著影响但在秋季则仅对气温变化影响显著。发现了欧亚-太平洋MAMLO与北极涛动AO存在一定联系；ENSO、南北半球际大气质量振荡IHO均可对MAMLO影响欧亚地区气候产生调节作用；而PDO在MAMLO空间型年代际变化中起到了重要作用。（4）揭示出了南北半球环流同时变化的主要模态即极地-热带振荡模态及其对北半球冬季气候存在显著影响；揭示出了冬季极赤温差年际变化规律并发现其对东亚气候异常具有重要影响。揭示出了MAMLO、IHO、太平洋年代际振荡PDO、以及东亚季风间可能存在密切联系。.　　这些新结果对深刻理解北半球大气环流变化规律及其相关的气候异常尤其是我国的气候变动具有重要的科学意义和实际意义。