科研进展

Research Progress

CMIP5模式工业革命前气候控制试验中东亚冬季风年代际变化特征及机制

Interdecadal variations of the East Asian winter monsoon in CMIP5 preindustrial simulations

[2019-10-30]


    【中文介绍】

 

 东亚冬季风(EAWM)对我国以及整个东亚地区的天气和气候有着直接作用。EAWM的显著年际变化会引起冬季严寒、暴风雪等灾害,其年际变化特征及机理一直深受东亚学者重视。近些年来,EAWM年代际变化问题也日益引起人们的关注,其为年际变化提供重要背景,也可以显著调整更长时间尺度的变化。关于EAWM的年代际变化,最为显著和受到关注最多的是发生于1980年代中期的EAWM系统的年代际减弱。我们之前的研究表明,气候系统外部强迫因子(温室气体强迫和自然外强迫)对EAWM这次减弱起着重要作用。与此同时,气候系统内部变率的影响也不容忽视,但其影响途径及机制仍不清楚。


 因而,本研究使用19CMIP5模式的工业革命前500年气候控制试验,研究了气候系统内部变率对EAWM年代际变化的影响。根据滑动t检验方法,我们从19CMIP5模式中挑选出53个东亚冬季风发生显著年代际减弱的个例。在大部分减弱个例中,西伯利亚高压和东亚大槽减弱,东亚高空急流北移,东亚沿岸低层出现南风异常。同时,北极涛动和北太平洋涛动呈现正位相特征,北太平洋出现异常的反气旋环流。此外,北太平洋海表温度异常型与太平洋年代际振荡负位相类似。对应地,我们从19CMIP5模式中挑选出49个东亚冬季风发生显著年代际增强的个例,其环流特征与减弱的个例相反。进一步分析发现,在气候控制试验中,北极涛动的位相转变是东亚冬季风发生显著年代际变化的主要原因,而非太平洋年代际振荡。


 本研究也表明,气候系统内部变率也可以导致EAWM发生与1980年代中期类似的显著的年代际变化,因而其可能的贡献不容忽视。


   【关键图表

                    

                                                            

1. CMIP5模式的工业革命前气候控制试验中,依据滑动t检验挑选出的东亚冬季风显著减弱的个例对应的(a)东亚冬季风指数(9年滑动平均;灰线)及其集合平均(黑线),(c)太平洋年代际振荡指数(9年滑动平均;灰线)及其集合平均(黑线),(e)北极涛动指数(9年滑动平均;灰线)及其集合平均(黑线)。(b, d, f)与(a, c, e)类似,但对应着滑动t检验挑选出的东亚冬季风显著增强的个例。图(a)中的红线为观测中1967−2006年东亚冬季风指数(9年滑动平均)。


   【引用格式】  


Miao, J.P., Wang, T. and Wang, H.J. 2019: Interdecadal variations of the East Asian winter monsoon in CMIP5 preindustrial simulations. Journal of Climate, doi:10.1175/JCLI-D-19-0148.1. (in press)



















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