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热带印度洋海温和土壤湿度对中国东部夏季高温热浪的协同影响

批准号:
42105032
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
杨凯
学科分类:
气候与气候系统
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨凯

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
在全球增暖的大背景下,中国东部频繁遭受高温热浪事件的影响,对经济建设和居民健康造成了严重威胁。因此,研究中国东部夏季高温热浪形成机制及其主要影响因素至关重要。热带印度洋海温和中国东部土壤湿度已被证明对中国东部夏季高温热浪有重要影响。然而,目前的研究通常将两者分开进行分析,很少探讨两者对中国东部夏季高温热浪的协同影响。热带印度洋海温可以通过作用于中国东部夏季环流系统进而影响该地区土壤湿度-大气相互作用过程,从而调节土壤湿度对高温热浪的影响。这种协同作用对高温热浪,尤其是超强高温热浪事件的形成可能有重要影响。本项目拟结合统计诊断分析和数值试验研究夏季热带印度洋海温和土壤湿度对中国东部夏季高温热浪的协同影响,并分析其中的物理过程和反馈机制。此项目的开展不仅有助于我们理解中国东部高温热浪的形成机制及热带印度洋海温和土壤湿度在其中的作用,更能为提高我国高温热浪季节预测和防灾减灾能力提供科学依据。
英文摘要
Eastern China is vulnerable to the heat wave events under global warming, which poses a serious threat to economic development and residents' health. Understanding the mechanism of summer heat wave in Eastern China and its main influencing factors are very important. Tropical Indian Ocean sea surface temperature (SST) and soil moisture over Eastern China have been demonstrated to have critical impacts on the summer heat waves over Eastern China. However, existing studies usually analyze the impacts of the two factors separately, and rarely discuss the synergistic effects of the tropical Indian Ocean SST and soil moisture on summer heat waves in Eastern China. Summer tropical Indian Ocean SST can affect the process of soil moisture-atmosphere interaction over Eastern China by influencing the summer circulation system, which in turn affects the contribution of soil moisture to heat waves. This synergistic effect may play an important role in the formation of heat waves, especially the formation of super heat waves in Eastern China. This project intends to investigate the synergistic effects of tropical Indian Ocean SST and soil moisture on summer heat waves in Eastern China based on statistical analysis and numerical simulation experiments, and analyze the physical processes. This project will not only improve our understanding of the influence of tropical Indian Ocean SST and soil moisture on the heat waves in Eastern China, but also enhance our capacity to prevent and mitigate natural disasters.
中国东部人口密集,是我国政治和经济中心所在地。在全球变暖背景下,中国东部地区高温热浪事件频发,给当地经济发展和人民生活造成了严重影响。研究全球变暖背景下中国东部高温热浪发生规律和机制,提高高温热浪季节预测能力,有助于提高防灾减灾能力和应对气候变化挑战相关政策制定。.本项目旨在通过统计分析和数值模式模拟相结合的方式,系统研究影响中国东部高温热浪的关键系统及其之间的协同机制。研究发现热带印度洋偶极子(pIOD),热带太平洋海温变率主模态ENSO,西太平洋副热带高压(西太副高)和局地土壤湿度-大气相互作用是影响中国东部高温热浪的关键系统。指出pIOD和ENSO通过影响西太副高的强弱进而调节局地土壤湿度-大气相互作用对中国东部高温热浪的贡献。具体研究内容为通过多组区域模式敏感性试验揭示了各个关键因子在华北地区的协同影响。指出土壤湿度异常与夏季高温热浪的关系受到西太副高强度的影响。当西太副高异常偏强时,不利于前期土壤湿度干异常的维持,从而限制了前期土壤湿度异常对高温热浪的贡献。相反,当西太副高偏弱时,土壤湿度干异常持续性较强,有利于局地高温热浪的发展。同时,西太副高强度的变化受到ENSO和pIOD的影响。当夏季热带太平洋海温异常处于暖位相时,西太副高强度相对较弱且华北地区南部降水偏少,有利于前期较干土壤条件的维持。此类情况下前期土壤湿度异常可以作为高温热浪的预测信号。..在当前气候背景研究的基础上,基于多个全球气候模式揭示了影响中国东部高温热浪的关键系统在全球变暖背景下的变化特征。指出全球变暖背景下,影响西太副高变率的极端pIOD事件和极端ENSO事件发生概率将会增加,导致全球变暖背景下西太副高变率将会显著增强并可能造成中国东部极端高温事件发生概率增加。从动力学角度揭示了全球变暖对中国东部高温热浪的可能影响。同时还研究了在减排情景下热带海气相互作用影响的变化。指出即使在温室气体排放在达峰后开始下降的情景下,热带海气相互作用如ENSO对东亚地区的影响依旧可能增强,无法恢复到当前水平。系列研究强调了减排和实现碳中和的重要性和迫切性。.本项目所揭示的影响中国东部高温热浪的关键系统及其协同机制可以为提高高温热浪季节预测和防灾减灾能力提供理论指导,提出的全球变暖背景下主要关键系统的变化特征可以为国家应对气候变化挑战相关政策制定提供科学依据。
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