海洋性大陆热力过程及其对东亚气候的影响

The Maritime Continent (MC) is characterized by a unique environment where convection responds to many forcing factors on a wide range of time scales and space scales. MC convective heating plays an important role in influencing the variations of global climate. Previous studies have mostly focused on the variations of MC thermal anomalies related to ENSO, MJO, and other climate influencing factors. At present, the interaction between ENSO and monsoon activity over MC, especially its large seasonal dependence, and the role of MC thermal processes in climate prediction are unclear. This project addresses several issues: 1) the tempo-spatial characteristics of MC thermal processes and their impacts on East and Southeast Asian climate, 2) interaction among monsoon, ENSO, and MC thermal processes, and 3) predictability of MC thermal processes and its importance for short-term climate prediction. A statistical-dynamical model of predicting the climate over China would be established. This project would provide an insight onto understanding the MC thermal processes and its impact on East Asian climate. It would also provide useful information for potentially improving the skill of East Asian climate prediction.

海洋性大陆是全球多种天气、气候系统相互作用的关键区域。它是全球对流活动最活跃的地区之一，相应的对流加热在驱动全球气候变异中起着重要作用。然而，目前对海洋性大陆热力过程及其气候影响的认识并不全面。这里是ENSO与季风相互作用的关键区，而且这一相互作用具有极为明显的季节性。对海洋性大陆热力过程以及ENSO与季风在该地区相互作用的季节性缺乏充分的认识必将严重影响气候预报的水平。 本项目将系统研究海洋性大陆热力过程多尺度变化的特征及其与周边地区气候变异的关系，特别是其热力变化对东亚气候的影响；阐明海洋性大陆热力过程与周边气候相互作用的特征、物理过程和机理；探讨海洋性大陆热力过程及其对周边气候影响的可预报性；建立基于海洋性大陆热力过程影响东亚气候理论的统计与动力相结合的短期气候预测模型。 项目的实施将深化对海洋性大陆热力过程及其影响周边地区气候的认识，有助于提高我国短期气候预测的理论和技术水平。

海洋性大陆地区大量降水引起的潜热加热在全球大气环流形成中起着重要的作用；由于其是联系太平洋和印度洋以及亚澳季风各子系统的核心区，该地区潜热加热的变化对不同时间尺度的气候异常均有重要的影响。本项目的研究表明，海洋性大陆热力变化对我国极端天气事件的年际变化和季节平均气候的长期变化趋势，以及青藏高原夏季大气热源的年际变化均有显著的影响。基于定量分析结果，揭示了海洋性大陆地表温度季节转换非称性的成因。首次对比分析了海洋性大陆陆地下垫面和地形对区域气候的不同影响，发现海洋性大陆陆地对降水的影响存在较大季节变化，与季节气候平均态有关。当去掉海洋性大陆陆地后，ENSO周期变长。NCEP CFSv2对于海洋性大陆降水在湿季和干季均具有较高的预报技巧，但干季优于湿季，东部高于西部。模式对海洋性大陆降水和环流的预报能力差异取决于其与ENSO联系的强度，模式对湿季海洋大陆西部预报技巧偏低是由于该季节其变化显著受局地SST变化的影响。模式能提前大概3周较好地预报由湿季向干季的迅速转换，但是仅能提前大约2周较好地预报干季向湿季缓慢转换。热带印度-太平洋低层环流最可预报模态在全年均表现为赤道太平洋和海洋性大陆区域相反的异常风场,与ENSO发展或成熟位相有关。在考虑海洋性大陆热力影响后，无论是物理统计或是统计与动力相结合的预测模型，均对西南夏季降水的预测技巧均显著提高。统计与动力相结合的预测模型对西南夏季降水有较好的预测能力，多年平均的PS评分可达到80分，已应用到气候预测业务中。项目共发表学术论文44篇（其中SCI论文39篇），培养硕士研究生3名，博士研究生4名。