青藏高原东南部大气热源年际变异及其与中国西南夏季降水关联的物理机制研究

The summer rainfall of China influenced by the Asian summer monsoon significantly regulates the drought/flood, restricting the socio-economic development of China. The atmospheric heating source over the southeastern Tibet Plateau is one of the earliest and strongest heating source in the Northern Hemisphere. Its interannual variability significantly connects with the Asian summer monsoon and the summer rainfall of China. However, the corresponding mechanism remains unclear. In this study, based on the previous studies and the significant correlation between the early spring atmospheric heating source and the early summer south Asian High, the spatio-temporal variations of atmospheric heating source over the southeastern Tibet Plateau and summer rainfall over Southwest China, and the relevance between them at interannual time scale will be analyzed; the key factors and associated key physical processes through which the sea surface temperature anomalies over the Atlantic, Indian Ocean and Pacific and their configurations impact on the interannual variability of atmospheric heating source over the southeastern Tibet Plateau, and further influence on the summer rainfall over Southwest China will be diagnosed with the method combining statistical analysis, dynamic diagnose and numerical simulation together. The mechanism for the interannual variability of atmospheric heating source over southeastern Tibet Plateau and its connection with summer rainfall over Southwest China will be revealed in this study. The results of this study will provide the scientific basis for forecasting the variability of summer rainfall over Southwest China, and satisfy the major demand in disaster prevention and mitigation.

受亚洲夏季风影响的我国夏季降水的多寡直接调控着我国旱涝灾害的发生。日益频繁发生的旱涝灾害制约了我国社会经济的发展。青藏高原东南部大气热源是北半球出现最早和最强的热源之一，其年际变化与亚洲夏季风及我国夏季降水有着密切的关系，但相应的机理尚不明确。本项目在我们前期研究获得的关于青藏高原东南部初春大气热源与初夏南亚高压中心位置关系及前人研究工作的基础上，应用统计分析、物理诊断和数值模拟相结合的研究方法，分析青藏高原东南部大气热源的时空演变，我国西南地区夏季降水的时空演变，以及两者在年际时间尺度上的关联性；诊断大西洋、印度洋和太平洋海温及其配置异常影响青藏高原东南部大气热源时空变异，进而影响我国西南地区夏季降水年际变化的关键因子及其关键物理过程；揭示造成青藏高原东南部大气热源年际变异及其与我国西南地区夏季降水年际变化关联的机理，为预测我国西南地区夏季降水提供科学依据，满足我国防灾减灾的重大需求。

青藏高原东南部位于东南向喜马拉雅山脉和南北向横断山脉的交汇处，特殊的地理位置致使该区域出现了东亚大陆最早的雨季，同时大气热源也伴随降水峰值的出现首先在初春建立。本项目在揭示了青藏高原东南部初春大气热源时空演变规律的基础上，应用统计分析、动力诊断和数值模拟相结合的研究方法，开展了青藏高原东南部大气热源年际变异及其与中国西南夏季降水关联的物理机制研究，获得了如下结果：（1）阐明了青藏高原东南部初春大气热源时空演变特征。青藏高原东南部大气热源具有明显的年代际变化和年际变率。另外分析指出与青藏高原东南部大气热源有关的降水和中南半岛的降水呈现“跷跷板”的变化关系。（2）厘清了海温不同配置影响影响青藏高原东南部大气热源的关键物理过程。当印度洋、大西洋和西太平洋海温偏暖时，通过Matsuno-Gill机制和遥相关波列，在西太平洋上空激发一个异常气旋，使青藏高原东南部上空水汽辐散，出现异常下沉运动，最终导致青藏高原东南部大气热源偏弱，反之亦然。（3）揭示了青藏高原东南部大气热源影响中国西南地区夏季降水的两条关键路径。青藏高原东南部大气热源强度可以通过影响初夏南亚高压的中心位置，进而影响西南地区降水；也可以与周围区域热源相互配置，进而影响西南地区夏季雨季开始日期和雨季降水强度。青藏高原东南部大气热源也可以通过调制孟加拉湾–东亚–太平洋遥相关影响西南地区夏季降水。研究成果在云南省气候中心进行了初步应用,可为我国西南地区气候灾害方面的防灾减灾工作提供科学依据和决策支持。随着项目的完成，发表8篇SCI论文；培养博士研究生5名，获得博士学位3名；培养硕士研究生10名，获得硕士学位3名；3名青年教师晋升副教授。项目完成了合同规定的任务。