太平洋年代际振荡对北太平洋风暴轴年代际影响的机理研究

The North Pacific storm track (NPST), as transient eddy activities of mid-latitude atmosphere, has a significant decadal change. It has experienced clearly southward after the late 1970s. A number of recent studies have suggested that the Pacific Decadal Oscillation (PDO) may be one of the principal reasons for NPST decadal change. Understanding the impact and mechanism of PDO on NPST decadal change is of great scientific significance to understand the Pacific climate system decadal variability. The project will start from the relationship between the Pacific decadal abrupt and NPST location southward after the late 1970s, with reanalysis data and a series of atmospheric general circulation model numerical simulations, and analyse the process and mechanism of the middle-latitude Pacific, and the tropical Pacific decadal change effect on the NPST decadal change, separately, and their relative contribution. It will use a new perspective, by two different influence paths as local effect of mid-latitude Pacific and remote response to the tropical Pacific, in order to understand the relative effect of the two mechanisms, and reveal the mechanism of PDO on NPST decadal change.

北太平洋风暴轴是中纬度大气内部活跃的瞬变扰动活动，它有着显著的年代际变化特征，表现为1970s后期其主体位置年代际南移。已有的观测事实表明，太平洋年代际振荡是北太平洋风暴轴年代际变化的可能影响因子。认识太平洋年代际振荡对北太平洋风暴轴年代际变化的影响及机理，对于理解太平洋气候系统的年代际变率有重要科学意义。本项目拟从1970s后期太平洋年代际突变与北太平洋风暴轴年代际南移的关系出发，利用诊断分析和数值模拟试验的方法，分析太平洋年代际振荡的中纬度太平洋和热带太平洋海温年代际变化各自对北太平洋风暴轴年代际变化的影响过程和机理，弄清楚两个海温区域影响的相对贡献。从北太平洋风暴轴对中纬度海温变化的局地响应和对热带海温变化的遥响应两种不同响应途径和机制的角度，理解局地机制和遥响应机制在北太平洋风暴轴年代际变化中的相对作用，揭示太平洋年代际振荡对北太平洋风暴轴年代际变化的影响及机理。

太平洋风暴轴作为中纬度大气内部的重要成员，与其相伴随的动量、热量和水汽输送，对大气环流的维持及中纬度天气气候异常变化均有重要作用；同时，作为海洋和大气之间动能、热能和氺份输送的接力棒，在大气和海洋相互作用间起着重要的纽带作用。本项目着重研究了太平洋年代际振荡（PDO）对风暴轴年代际变化的影响和机理。.本项目执行过程中，通过对ERA-40再分析资料的诊断分析结果表明，在PDO 正位相时期，北太平洋风暴轴整体南移，南部强度加强，北大西洋风暴轴北移，北部强度增加；在PDO 负位相时期，北太平洋风暴轴整体北移，北部强度略有加强，北大西洋风暴轴南移，北部强度减弱。PDO正负位相对北太平洋风暴轴的影响与PDO 正负位相时北太平洋地区大气环流年代际变化的关系密切。然而，PDO 对北大西洋风暴轴年代际变化的影响与北大西洋涛动的年代际变化有密切关系。.本项目还按照计划设计了一系列海温数值模拟试验，研究了与太平洋年代际振荡有关的印度洋-太平洋不同区域的海温增暖对冬季北半球大气环流年代际变化的影响及机制。该海温敏感试验结果显示，热带印度洋-太平洋海温增暖大致再现了再分析资料得到的北半球冬季大气环流的年代际变化，表明此次大气环流的年代际变化可能起源于热带印太海温年代际增暖。其中，热带中东太平洋TCEP、热带西太平洋TWP和热带印度洋TIO独立增暖对大气环流年代际变化的贡献明显不同。相比之下，TCEP和TWP增暖对类太平洋-北美型（PNA-like）正位相贡献较大，而TIO增暖则起了相反的贡献。TIO和TWP增暖可能是影响北大西洋涛动（NAO）正位相异常的重要因子，虽然TIO的贡献相对较大，而TWP的贡献相对较小。.PDO是造成北太平洋风暴轴年代际变化的重要原因，它可以通过改变中纬度大气斜压性，导致风暴轴活动的位置变化；也可以通过热带中东太平洋海温年代际变化引起的跨纬度带的大气遥相关异常型影响风暴轴活动的位置异常。认识太平洋年代际振荡对北太平洋风暴轴年代际变化的影响及机理，对于理解太平洋气候系统的年代际变率有重要科学意义。