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西伯利亚高压对南海冷涌的影响在1990s末的减弱及其机理

批准号:
42105020
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:
庞博
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:
庞博

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
南海冷涌是北半球冬季典型的灾害性天气之一,是东亚冬季风重要的组成部分,对南海及周边地区的天气气候有重要的影响。西伯利亚高压是南海冷涌发展的主要影响因子,两者之间存在显著的负相关关系。但申请人初步分析的结果表明,这种相关性在1990s末前后发生了显著的年代际转变:在1990s末以前,西伯利亚高压对南海冷涌的影响较强;而在此之后,西伯利亚高压的影响显著减弱。本项目拟在此基础之上,首先对两者关系发生年代际变化的具体特征展开分析,从动力和热力过程诊断西伯利亚高压经向范围的年代际转变及其影响南海冷涌的物理机制;其次,阐述前后两个时段内影响南海冷涌环流因子的年代际差异,特别是热带环流(如:海温、对流等)对西伯利亚高压与南海冷涌关系的调制作用。因此,从内因和外因两个角度,揭示西伯利亚高压与南海冷涌的关系在1990s末以后显著减弱的原因。项目成果将有助于加深对东亚冬季风变异规律的认识。
英文摘要
Cold surge over the South China Sea (SCS) is one of the typical but severe weather phenomena during the boreal winter. As a crucial part of East Asian winter monsoon, cold surge has a great impact on weather and climate over the surrounding areas. Siberian high is the major factor and exhibits a prominent negative correlation with cold surges over the SCS. However, our preliminary results indicate that this relationship experiences a decadal change around late-1990s, i.e., the correlation coefficient is strong and significant before late-1990s, but becomes weak and insignificant after then. Based on this phenomenon, this project will investigate the features of this decadal change. Then, the underlying physical mechanisms would be explored by analyzing the dynamic and thermal processes associated with the meridional ranges of Siberian high. Further, the decadal changes of other factors, especially tropical circulations, e.g., sea surface temperature and convection, affecting cold surges over the SCS, would also be identified. The results of this project would be helpful for a better understanding of variability of East Asian winter monsoon.
南海冷涌是东亚冬季风的重要组成部分,也是北半球冬季重要的天气过程之一。东亚冬季风系统具有最广泛的经向范围,在中纬度,西伯利亚高压是近地面最强的冷高压之一,其南移是南海冷涌爆发的主要原因;在热带,海洋性大陆是冬季最大的热源,该地区的潜热释放能驱动东亚季风区的环流。因此,南海冷涌的长时间变率可能涉及到热带和热带外环流的相互作用。本项目围绕西伯利亚高压对南海冷涌影响的年代际变化,主要开展了三个方面的研究:一是系统分析了西伯利亚高压和南海冷涌在年代际尺度上的变化特征,证实了两者的关系在1990s末以后显著减弱;二是阐明了两者关系发生年代际转变的主导因子是热带外斯堪的纳维亚型遥相关,探究了该遥相关型位相的年代际转变主要受赤道大西洋降水的调制;三是发现了两者关系减弱并未造成南海冷涌发生频次减少,这是由于热带环流对南海冷涌的作用在近年来显著增强,并进一步揭示了热带太平洋海温的年代际振荡影响南海冷涌的物理机制。在项目申请书基础上,考虑到观测资料时间长度的局限性,增加使用了耦合模式比较计划第六阶段的模拟结果,进一步验证了观测中年代际变化的驱动因子和物理过程,并比较了外强迫和气候系统内部变率对其长时间变率的贡献。依托项目已发表相关SCI论文3篇,且本项目均为第一资助。其中2篇论文发表在一区期刊Journal of Climate上,且项目负责人为论文的唯一第一作者和通讯作者。项目执行期间,项目负责人累计参加8次国内外学术会议,交流了项目相关成果和研究进展。上述成果不仅完善了对南海冷涌这一极端天气事件年代际变化机理的认识,也加深了对东亚冬季风长时间变率的理解,而且对东亚地区极端天气的未来预估提供了重要参考。在全球变暖的背景下,南海冷涌作为一种冬季极端冷空气爆发的现象,其发生频次的增多可能对南海及周边地区带来更频繁更严重的灾害,因此有必要深入地认识南海冷涌的变化规律,以提升对南海及周边地区天气气候灾害的预测能力。
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