我国东海和黄海局地海气相互作用及其机制研究

我国的黄海和东海是世界上最大的大陆架海洋之一，也是我国主要的近海海域，尽管它们在我国国民经济和国防安全中起了非常重要的作用，但由于它们地处中纬度，长期以来缺乏高时空分辨率气象观测资料，有关黄海和东海海域的海气相互作用特征一直没有得到广泛的关注，而近年来大量高时空分辨率卫星资料的出现使得人们较为系统地研究黄海和东海海洋与大气之间关系及其机制成为可能。本项目将利用高分辨率的卫星观测资料结合高分辨率的区域气候模式系统地研究我国东海、黄海海区不同时间尺度上海洋与大气之间的关系，揭示我国东海海洋锋区上海洋影响大气的主要物理过程和机制，评估忽略或严重低估我国东海海洋锋区上海洋对大气的强迫作用对全球大气环流模式模拟东亚区域气候存在的可能影响，为提高东亚地区的数值天气预报和短期气候预测水平提供理论依据。

作为北太平洋的西边界暖流一部分，黑潮在经过东中国海（以下简称东海）和黄海时在海表面温度上明显表现为一暖舌以及与之相联系的海洋锋区。本项目采用大量的高水平分辨率的卫星资料和区域大气模式系统地研究了东海和黄海的局地海气关系及其物理机制，并取得了以下一些有意义的结果。1）高分辨率的卫星资料分析表明，东部海区海洋锋区附近的海温与海表面风速之间表现为明显的同位相关系，这种同位相关系明显不同于海盆尺度上海温与海表面风速之间存在的反位相关系，表明在东海海区的海气相互作用过程中明显表现为海洋对大气的影响。东海海区这种海洋对大气的影响还存在明显的季节差异，春季影响程度最大，夏秋季最小。2）海温与海表面风速之间的同位相关系通常可以用海平面气压调整机制或垂直混合机制来解释，而我们通过观测分析和数值模拟结果诊断分析发现东海海区海洋锋区附近的海温与海表面风速之间的同位相关系不能单独用海平面气压调整机制或垂直混合机制来解释，在东海海洋影响大气过程中，海平面气压调整机制和垂直混合机制共同在起作用。3）东海黑潮对大气的影响并不局限于海洋边界层的海表面风场，其影响可扩展至整个对流层大气。东海黑潮对海洋锋及其附近的总降水、对流、层云降水均有影响，尤其在春季随着海洋锋的增强，海洋锋暖水一侧的降水强度明显增大，对流降水的频次增多，“雨顶”高度也有明显的抬升，表明了海洋对大气的影响通过对流活动可达整个对流层，从而对东海的区域乃至东亚气候都可能存在重要的影响。