科研进展

CD: 研究揭示青藏高原在北大西洋海温异常影响春季南亚季风环流季节转换中的作用

  南亚季风环流和降水在春末存在明显的季节转换特征,风场由冬季风环流型转换为夏季风环流型,降水在孟加拉湾和南阿拉伯海地区显著增加(图1a-c),对周边国家的农业及社会经济有重要影响。前人研究表明,热带众多因子(如:局地海温、南亚高压和ENSO等)对南亚季风环流季节转换有显著的影响,但人们对中纬度强迫因子的认识相对匮乏。

  针对这一问题,中国科学院大气物理研究所刘屹岷研究员与南京大学客座博士生于威等研究发现,冬春季北大西洋三极子海温异常可以调控春季青藏高原热力和环流异常,从而显著影响南亚季风环流和降水的季节转换。其物理过程概括为:冬春季北大西洋正三极子海温异常可以激发向下游传播的Rossby波列,导致春季高原西部对流层中高层气旋式环流异常。该气旋式环流携带阿拉伯海水汽向高原西部输送,使得该地降水增多,地气温差减小,地表感热减小(图2a-d)。同时高原西部负的地表感热异常通过热力适应又能够加强中高层的气旋式环流异常并在低层激发反气旋式环流异常(图2e-f),形成负感热斜压模态。该负感热斜压模态的低层反气旋会减弱夏季风环流,使得南亚地区降水减少,从而推迟南亚地区大气环流从冬到夏的季节转换。

  以上研究成果发表在Climate Dynamics上,得到中国科学院战略性先导科技专项(XDB40030204)、国家自然科学基金(91637312, 91937302 和 41730963)和全球变化与海气相互作用专项(GASI-IPOVAI-03)共同资助。

  参考文献:

  Yu, W., Liu, Y., Yang, X. et al. Impact of North Atlantic SST and Tibetan Plateau forcing on seasonal transition of springtime South Asian monsoon circulation. Clim Dyn (2020). https://doi.org/10.1007/s00382-020-05491-0

  文章链接:

  https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-020-05491-0 

图1 (a)4月、(b)5月的降水年际标准差(阴影,mm d-1)和气候态850 hPa风场(矢量,m s-1)分布;(c)5月与4月的气候态降水(阴影,mm d-1)和850 hPa风场(矢量,m s-1)之差;(d)南亚季节转换指数与5月降水(阴影,mm d-1)的回归场,打点区域通过95%信度检验。

图2 春季青藏高原表面风场偶极子指数的正负年合成差异场:(a)地表感热(阴影,W m-2)和表面风场(矢量,m s-1);(b)700 hPa-500 hPa垂直积分的水汽通量(矢量,kg m-1 s-1)及其散度(阴影,10-5 kg m-2 s-1);(c)降水(mm d-1);(d)地气温差(°C);(e)200 hPa位势高度(阴影,gpm)和风场(矢量,m s-1);(f)850 hPa位势高度(阴影,gpm)和风场(矢量,m s-1)。(a)-(d)打点区域,(e)、(f)阴影区域和(a)、(b)、(e)、(f)黑色矢量均通过95%信度检验。

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