阿拉伯海-伊朗高原海陆热力配置异常影响东亚夏季风年际变化的物理机制研究

East Asia is impacted by East Asian summer monsoon and South Asian summer monsoon together. The land-sea thermal anomaly around in the Indian Ocean could directly affect the formation, maintenance, variation of the Asian summer monsoon. Most of the previous studies focused on the influence of the land-sea thermal contrast between Bay of Bengal and Tibet Plateau on the climate variation of East Asia, but the effect of Arabian Sea and Iranian Plateau thermal configuration on East Asian summer climate and its physical processes are not very clear. This project first will analyze the currents, salinity, sea surface temperature, subsurface temperature in Arabian Sea, the thermal evolution on Iranian Plateau, and the temporal and spatial variations on Arabian Sea - Iranian Plateau thermal contrast using the datasets of ERA-Interim reanalysis, ORAS4 reanalysis, NOAA outgoing longwave radiation, precipitation, OAFlux heat flux, then reveal physical processes for the land-sea thermal configuration anomaly associated with East Asian summer monsoon, and finally obtain the physical mechanism for the impact of land-sea thermal configuration anomaly between Arabian Sea and Iranian Plateau on interannual variability of East Asian summer monsoon via plenty of numerical simulation experiments. These results are looking forward to providing some scientific basis on forecasting drought and flood disasters in East Asia.

东亚地区受东亚季风和南亚季风共同影响。印度洋地区的海陆热力异常可以直接影响南亚夏季风的形成、维持和变异，同时对东亚夏季风有一定的调节作用。前人的研究工作大多集中于孟加拉湾和青藏高原的海陆热力差异影响东亚气候变异，而对于阿拉伯海和伊朗高原的海陆热力配置异常影响东亚夏季气候的物理过程尚不十分清楚。本项目将利用ERA-Interim再分析资料、ORAS4再分析资料、NOAA向外长波辐射资料、多种降水资料和OAFlux热通量资料，首先分析阿拉伯海地区海流、盐度、海表和次表层温度的演变规律，伊朗高原热力状况演变规律，以及阿拉伯海-伊朗高原海陆热力配置的时空演变规律，然后厘清这种异常的海陆热力配置与东亚夏季风相关联的物理过程，最终通过大量的数值模拟实验揭示阿拉伯海-伊朗高原海陆热力配置异常影响东亚夏季风年际变化的物理机制。研究结果可为东亚地区的旱涝灾害预警提供一定的科学依据。

东亚地区是典型的季风气候区，受东亚季风和南亚季风的共同影响。海陆热力差异是季风形成的根本原因，且与大气环流有明显的关联性。本项目利用ERA-Interim数据计算全球大气非绝热加热，分析阿拉伯海-伊朗高原的海陆热力分布与东亚夏季风变异相关联的物理过程，并设计数值模拟实验验证统计分析结果，最终揭示出阿拉伯海-伊朗高原海陆热力配置异常影响东亚夏季风年际变化的物理机制。研究表明当阿拉伯海（伊朗高原）的夏季（6-8月）非绝热加热高于（低于）正常值时，长江中下游、日本及周边海域的夏季雨量充沛，华北和华南沿海地区的降雨量偏少，反之亦然。除年际尺度外，我们的研究工作发现在阿拉伯海关键区域热力的季节内变化也可以与南海夏季降水有很强的相关性，而孟加拉湾的热带气旋也可以向青藏高原输送水汽，且水汽能否穿过青藏高原南部边界可能取决于孟加拉湾热带气旋和长波槽脊的不同结构型。