全球变暖背景下ENSO影响西北太平洋-东亚夏季气候的变化

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) is a dominant interannual mode of climate system, and exerts a great influence on East Asian summertime climate via its adjustment of western North Pacific subtropical high (WNPSH) position and strength. With the global warming caused by anthropogenic greenhouse gas emissions, ENSO-related sea surface temperature anomalies, interannual variability, and its occurrences have experienced significant changes. These changes would cause the change of WNPSH, which further influence the patterns and magnitudes of summertime precipitation and air temperature over the East Asia. Based on the outputs of Coupled Model Intercomparison Project phase 5 (CMIP5) models, the change of ENSO's impact on the western North Pacific and East Asian summertime climate under global warming and its physical mechanism will be investigated. Results of this study will not only improve our understanding on the interannual variability of East Asian summertime climate, but also provide useful information for mitigation and adaptation to the impact of global warming on East Asian climate and environment. All of these are meaningful for climate prediction and disaster prevention and reduction.

厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation，简称ENSO）是气候系统年际变率的最强信号，它可以通过调节夏季西北太平洋副热带高压（简称西太副高）的位置和强度对东亚夏季气候产生重要影响。随着人为温室气体排放所造成的全球变暖，ENSO事件所对应的海温异常分布、年际变率以及发生频次都会发生显著变化。ENSO的这些变化很有可能会使得西太副高发生相应的变化，从而影响到未来东亚地区的夏季降水和气温异常发生区域和强度的变化。本项目拟利用第五次耦合模式比较计划（简称CMIP5）试验结果，研究全球变暖背景下ENSO影响西北太平洋-东亚夏季气候的变化，并深入揭示该变化的物理机制。本研究不仅有助于我们从理论上更加深入和全面的理解东亚夏季气候的变异机理，同时也能为国家在减缓和适应全球变暖对东亚气候与环境的影响方面提供有价值的参考，这些对于气候预测和防灾减灾都具有现实意义。

厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation，简称ENSO）是气候系统年际变率的最强信号，它可以通过调节夏季西北太平洋副热带高压的位置和强度对东亚夏季气候产生重要影响。通过本项目的研究发现历史情景下耦合模式比较计划模式模拟ENSO衰退阶段夏季西北太平洋环流异常和对东亚气候影响的偏差及其来源：（1）由于偏弱的大气过程与偏强的海洋过程两者误差补偿，使印度洋海温异常能维持到夏天，但西北太平洋环流异常却模拟得偏弱；（2）环流偏差主要来源于两个模态，分别与热带西太平洋非真实的海温异常和ENSO强度有关；（3）海温偏差主要来源于气候态模拟偏差，两个模态分别对应了赤道太平洋冷舌偏差和副热带经向环流偏差；（4）降水偏差来源于模式分辨率对地形的刻画以及降水-环流反馈。通过矫正模式偏差和挑选合理模式，预估了未来情景下ENSO衰退阶段夏季西北太平洋环流异常和对东亚气候影响的变化：（1）印度洋对ENSO响应增强，西北太平洋环流异常也增强；（2）对流层温度异常与印度洋海温异常之间存在着正反馈关系，对流层温度异常增强是由海温异常增强和饱和比湿增加共同贡献；（3）未来西北太平洋环流异常的变化和气候态背景场的变化共同导致了东亚气候的变化，并且由于动力项较大的模式间差异，导致了东亚降水和温度预估结果有很大不确定性；（4）模式中赤道太平洋冷舌偏差会增加ENSO和东亚气候预估结果的复杂性；（5）热带与副热带之间的关系变得更为紧密，表现为赤道辐合带变窄和降水变强，对流层大范围变干，哈德莱环流下沉支变宽。