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研究揭示海溫對20世紀全球季風年代際變化的影響

2019-11-08 大氣物理研究所
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  全球陸地季風區降水充沛,全球約三分之二的人口生活在該區域,是全球人口最密集的地區之一。全球季風區通常被劃分為六個子季風區,包括北半球的北美季風區、北非季風區和亞洲季風區,以及南半球的南美季風區、南非季風區和澳洲季風區。季風降水的年代際變化對水循環有重要影響,理解季風降水年代際變化的關鍵影響因素,對季風降水的未來預估、水資源規劃、旱澇風險規避和政策制定有重要意義。

  20世紀以來,觀測證據表明全球季風降水有顯著的年代際變化,1901-1955年季風降水顯著增加,隨后至1990年季風降水顯著減少。關于季風降水年代際變化的影響機制,過去研究主要集中在20世紀后半葉。近日,中國科學院大氣物理研究所博士生江潔在其導師指導下,基于兩套觀測海溫驅動的大氣環流模式的結果以及理想海溫試驗,揭示了熱帶太平洋和北大西洋海溫變化對20世紀全球季風降水年代際變化的調控作用。觀測海溫驅動的大氣環流模式能夠再現觀測中季風降水的年代際變化及北半球季風區降水起主導作用的特征。水汽收支的結果表明季風降水的年代際變化主要由與大氣環流變化有關的水汽垂直輸送項的動力項引起,與水汽含量變化有關的水汽垂直輸送項的熱力項在兩個時段均有利于季風區降水增多。北半球季風環流的增強(減弱)及Walker環流的增強(減弱)與季風降水增強(減弱)直接相關,而環流的年代際變化受熱帶太平洋和北大西洋海溫的調控作用。分析表明,北大西洋呈暖海溫異常(AMO正位相),或赤道東太平洋呈冷海溫異常、副熱帶西太平洋呈暖海溫異常(PDO負位相)均有利于對流層厚度的經向梯度增大、季風環流增強,有利于更多水汽輸送至季風區,最終引起季風降水的增多。

  文章第一作者江潔表示“這一工作的價值之一在于對內部變率如何影響季風降水的年代際變化有了更清晰的認識,這為季風降水的短期預估提供了寶貴的信息”。

  上述成果近日在Journal of Climate 發表。

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圖:北大西洋和熱帶太平洋海溫異常對全球季風降水年代際變化的調控作用

打印 責任編輯:葉瑞優

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