天气尺度瞬变涡旋强迫在东亚夏季风环流形成中的作用

The East Asian summer monsoon is the main circulation and precipitation system in summer to shape the weather and climate in East Asia. Though the monsoonal airflows mainly come from tropical region, The East Asian summer monsoon is still influenced by midlatitude circulation that is primarily driven by synoptic transient eddies. This unique characteristic makes the East Asian summer monsoon different from other monsoon systems. This project plan to focus on the transient eddy activities in East Asia and their influence in summertime mean circulation. By high-resolution observational data analysis, dynamical diagnoses and GCM numerical simulation, the statistic characteristics of summertime synoptic transient eddies in East Asia will be investigated, whether, to what extent and how the transient eddies can affect the formation of East Asian summertime mean circulation will be discovered, the relative contributions of diabatic heat forcing and transient eddy forcing will be explored. This study will help understanding the formation mechanism of East Asian summer monsoon from a new perspective.

东亚夏季风是形成夏季东亚天气与气候的主要环流和降水系统，它虽然主要由来源热带的季风气流组成，却仍然受到天气尺度瞬变涡旋驱动的中纬度环流的影响，具有不同于其他季风系统的独特性。本项目拟以东亚瞬变涡旋为研究对象，以瞬变涡旋强迫影响夏季风平均环流的过程为核心，通过高分辨观测资料分析、动力学诊断分析和高分辨大气环流模式的数值模拟来研究东亚地区夏季天气尺度瞬变涡旋活动的气候特征，明确天气尺度瞬变涡旋是否、多大程度上以及如何影响东亚夏季平均环流的形成，比较非绝热加热强迫和瞬变涡旋强迫在东亚夏季风环流形成中的相对贡献，从新的角度理解东亚夏季风环流的形成机制。

本项目以东亚瞬变涡旋为研究对象，以瞬变涡旋强迫影响夏季风平均环流的过程为核心，通过高分辨观测资料分析、动力学诊断分析和高分辨大气环流模式的数值模拟，揭示了东亚夏季平均环流在35°N南北呈现出两种不同垂直结构特征，分析阐明了非绝热加热和瞬变涡旋反馈是导致东亚夏季平均环流形成的重要机制，并揭示了两者的对东亚季风环流的相对贡献，指出季风区南部的斜压垂直环流结构主要由来自局部凝结潜热贡献的非绝热加热所决定，而季风区北部的相当正压环流结构则归因于非绝热加热和瞬变涡旋反馈的共同作用，特别是北部对流层中上层相当正压结构的环流系统的形成主要是由瞬变涡旋涡度强迫所造成的。本项目的研究结果加深了对东亚季风动力学的认识，从新的角度理解东亚夏季风环流的形成机制，对于理解东亚地区的天气和环流异常、预测东亚地区的气候变率具有重要的理论意义和应用价值。