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大气所研究揭示华北春夏连旱成因及气溶胶强迫的可能影响
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2018-05-03 | 【 【关闭】

  华北地区是我国受干旱影响最严重的地区。近60年华北地区干旱频率和强度显著增加,造成黄河、海河等流域的水资源短缺,严重制约了社会经济的发展。未来气候变化情景预估结果显示,全球变暖有可能进一步加重华北地区的干旱化趋势。理解华北地区干旱事件维持机理,解释人类活动对干旱频率的影响,有助于提升华北干旱的预测水平,为水资源管理部门和政府决策部门提供重要的科学支撑,具有迫切的科学价值和国家需求。 

  最近中科院大气所张丽霞副研究员,周天军研究员和英国气象局Peili Wu博士、中国气象局国家气候中心肖潺副研究员开展了相关合作研究。利用观测资料和气候模式长时间控制试验结果,确定了影响华北春夏连旱事件对应的大尺度环流因子,发现华北春夏连旱多出现在La NiñaEl Niño转换年份的春夏,且伴随前春北太平洋涛动(NPO)的负位相。在El Niño达到峰值的前一年冬季,NPO负位相已经形成,通过“季节脚印机制”一直维持到春季,造成华北春季降水减少,并进一步触发夏季El Niño的建立,进而通过丝绸之路遥相关波列导致华北地区夏季降水减少(图1)。 

  上述分析研究发现华北夏季极端干旱对应东亚沿岸的低层北风异常,定义了一个大尺度环流指数(MWI)以表征华夏季降水,以极端弱MWI(小于第10个百分位)表征华北夏季极端干旱。利用CMIP5多模式不同外强迫场数值试验,发现气溶胶强迫显著增加了极端弱MWI事件的出现频率(图2),使得华北夏季极端干旱发生风险增加。 

  上述研究成果分别发表在《Journal of Climate》和《Environment Research Letters》上。 

  论文信息: 

  1.Zhang Lixia, Peili Wu, Tianjun Zhou, Chan Xiao, 2018: ENSO Transition from La Niña to El Niño Drives Prolonged Spring–Summer Drought over North China. Journal of Climate, 31: 3509-3523.  

  文章链接:https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JCLI-D-17-0440.1 

  2.Zhang Lixia, Peili Wu, Tianjun Zhou. 2017: Aerosol Forcing of Extreme Summer Drought over North China, Environmental Research Letters, 12 (3) , 034020 

  文章链接:http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aa5fb3/meta#  

 

  1. ENSO位相转变影响华北地区春夏连旱的示意图 

 

  2. a)相对于工业革命前控制试验1%10%MWI指数强度, CMIP5模式模拟的1860-2005年不同强度事件的频率变化,其中柱状图上下代表了模式模拟的25%75%的范围,柱状图中间对应了多模式集合平均结果,虚线对应了模式模拟响应的最大最小范围,(b)历史气候试验模拟的1860-2005MWI平均值和标准差相对工业革命前控制试验的变化。其中橙色、黑色、红色、绿色、蓝色分别代表工业革命前控制试验、所有强迫试验、温室气体强迫试验、自然强迫试验和气溶胶强迫实验结果。 

    

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