亚洲中部干旱区对变暖响应存在空间差异的机理研究

亚洲中部干旱区是连接高、低纬地区的过渡地带，由于其所处的特殊地理位置，使其在全球变化的响应研究中占有举足轻重的地位。本项目的申请者在有关该干旱区气温对全球变暖的响应研究上取得了一些成果和进展：干旱区对20世纪20-40年代和70年代后期以来全球两次明显的增暖期的响应是不一致的。对第一次暖期，干旱区仅在其东部有响应，而对第二次暖期，干旱区全区都做出了响应。目前，随着全球气候变暖，局部干旱化、沙漠化加剧，干旱是全球面临的严重问题，那么，由于增温而引起的干旱区的干旱化的趋势是仍将继续还是会有所减弱？为什么干旱区对两次增暖的响应不同？这些都需要从更深层次的机理上来研究。本项目拟在已有研究成果的基础上，考虑大气环流的变化、太阳活动，以及其它诸如温室气体变化、下垫面变化引起的地气相互作用的变化、环境因素的变化等要素，来探讨干旱区对变暖响应的原因所在。

研究按计划书的内容进行。主要对亚洲中部干旱区（以下简称研究区）冷暖/干湿趋势变化和研究区气温变化的影响因子进行了分析。.诊断分析：（1）研究区近100a来以暖干的变化为主。预测表明研究区气温仍维持上升趋势，对该区域干旱化趋势有正的贡献。（2）研究区冬季高、低温年的明显差异在于中高纬西风带系统的环流不同；夏季高、低温年，二者副热带高压强度和位置有差异。冬、夏季气温异常分别与纬向、经向环流异常有关。（3）冬季西伯利亚高压偏弱，研究区冬季气温偏高。夏季，当研究区处于低压（高压）控制时，气温偏高（偏低），这与研究区夏季多冷锋降水的气压场一致。（4）当从秋到冬赤道中东太平洋海温持续异常偏暖（冷）时，研究区冬季异常偏暖（冷）。当夏季赤道东太平洋、太平洋暖池、西太平洋黑潮区和西北太平洋西风漂流区海温异常增高（下降）时，研究区夏季气温偏高（偏低）。（5）研究区对20世纪全球两次变暖的响应不同。第二次暖期，冰岛低压异常加深、北大西洋亚速尔高压显著增强，乌拉尔高压脊异常增强，赤道中东太平洋海温异常增暖。（6）我国西北区越热的地方，极端高温年际变化越小，热得稳定；越冷的地方，极端低温年际变化越大，稳定性越差。.数值分析：（1）用标准化均方根误差和相关系数描述模拟和实测值误差，全球大气环流模式CAM3对研究区不同等压面的高度场模拟较好，均方根误差均较小，相关系数较大；温度场除700hPa均方根误差稍大外，其余层次较小；无论对经向还是纬向风速，模拟效果较差，其原因尚待进一步分析。（2）模拟出近100a来研究区气温的变化和两个暖期（即1920-1950年和1970-2000年），但对季节变化的模拟存在差异，其中夏季相关性最好，秋季次之，春季和冬季略小。（3）太阳常数敏感性试验，当用1971-2000年的太阳常数代替1921-1950年的太阳常数时，第一暖期增暖的时间长度和范围减小，增暖幅度也变小；而当第二暖期的太阳辐射用最小值代替时，第一暖期增温幅度也减弱，第二暖期的增温幅度最大出现在1990年左右，其后增温幅度减小。（4）海温敏感性试验表明，当冬季赤道中东太平洋海温降低时，两个暖期增温的幅度均显著减小，其中第一暖期温度减小更明显；当春季海温增加时，第一暖期增暖表现为西部减弱而东部增强，且增暖的时段也加长；而第二暖期增暖特点与第一暖期相反：西部增强而东部减弱，且增暖时间有向后推迟的特征。