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东亚冬季风变化的新机制和气候影响
发布时间:2023年10月12日 来源:中国气象报社 分享:

  全球变暖背景下,东亚近二十年频繁遭遇冷事件侵袭,并且冬季气温常在季节内呈现明显的阶段性变化。在国家自然科学基金等的资助下,中国科学院大气物理研究所研究员陈文、王林等人围绕“东亚冬季风变化及其气候影响的新机制”这一关键科学问题开展研究,阐明东亚冬季风年代际变化的特征和机理,揭示出东亚冬季风季节内变化的新规律和机制,率先提出东亚冬季风在ENSO影响全球气候中的重要反馈作用。

  全球变暖和气候系统内部变率均能影响东亚冬季风年代际变化,但二者的相对贡献并不清楚。研究团队最早指出内部变率贡献了过去半个世纪东亚北部冬季气温年代际变化的80%,其中大气行星波活动异常所起的作用最大。行星波会通过向北极水汽输送影响北极海冰以及与基本气流相互作用改变纬向平均气流这两种过程引起北极涛动(AO)位相的变化,进而影响东亚冬季气温。此外,平流层极涡的强度会通过影响行星波反射改变AO的空间结构,进而导致AO对东亚冬季气温的影响呈现区域性差异。上述机理对于改进AO相关的气候影响预测和模式中AO的模拟性能均起重要作用。

  以往关于东亚冬季风的研究多考虑冬季平均量,对季节内变化的规律和机制认识不足。研究团队率先揭示出我国前、后冬的气温存在同相变化和反相变化两种模态,后者可以很好地解释近年来多发的冬季气温阶段性反转特征。团队进一步从东亚大槽这一冬季风关键环流系统阐明季节内变化的动力机制,指出上游东传的低频波列及其引发的东亚局地高频波活动的动力反馈各贡献了东亚大槽强度一半的变化,从而构建了东亚冬季风季节内变化的多尺度相互作用模型。

  研究团队指出,东亚冬季风不仅能影响东亚地区的天气气候,还能对全球气候产生重要反馈作用。冬季风偏强时有更多的冷空气侵入海洋性大陆,从而增强海洋性大陆的对流活动,这会显著调制与厄尔尼诺相联系的热带对流活动,从而不但改变热带大气热源位置而且改变其强度,进而通过大气遥相关显著影响热带外地区如北美冬季气温,冬季风的这种反馈作用甚至超过了厄尔尼诺的气候影响;受大气环流基本态的影响,上述反馈作用在不同空间型厄尔尼诺的冷暖位相中呈现明显的非对称性。

  (责任编辑:张明禄)

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