年代际海温信号对梅雨期和盛夏期东亚夏季风年际变化的调制作用研究

Decadal ocean signals, e.g., the Pacific decadal oscillation (PDO), exert great influence on the interannual variability of the East Asian summer monsoon (EASM). In this project, our main focus is on two issues that attracted little attention in previous studies. Firstly, most previous research focused on the summer mean results when they explored the decadal modulation of the ENSO-EASM relationship. However, due to the fact that EASM has notable sub-seasonal variation, it can be divided into different sub-periods, e.g., Meiyu and late summer. Thus in this project the decadal modulation of EASM by PDO in Meiyu and late summer is considered separately. The second focus in this project is besides the ENSO years, the decadal modulation of EASM in non-ENSO years should be addressed, which is an essential part of the interannual variability of EASM. Based on the above observational analysis, several numerical experiments, using the ocean assimilation system in a coupled climate model, will be conducted to explore the mechanisms of the decadal modulation of the interannual variability of EASM by PDO in Meiyu and late summer respectively.

年代际海温信号（例如北太平洋年代际振荡，PDO）对东亚夏季风的年际变化有重要的调制作用。本项目拟首先利用观测分析的方法，重点围绕两个前人工作关注较少的方面进行研究。首先由于东亚夏季风具有显著的季节内差异，本项目将重点分析在梅雨期和盛夏期两个阶段，年代际海温信号对东亚夏季风年际变化的影响。其次前人研究较多关注年代际海温信号对ENSO年东亚夏季风的影响，本项目第二个关注点即年代际海温信号对非ENSO年东亚夏季风的影响，同时也分梅雨期和盛夏期进行分析。在以上观测分析的基础上，本项目拟利用耦合模式中的海洋资料同化系统，通过设计数值敏感性试验，综合以上观测结果系统分析年代际海温信号对梅雨期和盛夏期东亚夏季风年际变化的影响，深化对相应物理机制的理解，从而为东亚夏季风的预测提供理论依据。

前人对于东亚夏季风年际、年代际变化做了大量研究工作，但大多研究均关注夏季（JJA）平均的结果。然而东亚夏季风的进程具有华南雨季、长江梅雨、华北东北雨季（盛夏）等显著的季节内尺度的不同阶段，在每个阶段其环流和降水特征均不同于夏季平均，因此需要对季节内的不同阶段的变化特征及其年际、年代际变化机理做系统研究。针对上述科学问题，本项目围绕东亚夏季风季节内变化及海温信号对其调制作用做深入地系统研究。主要研究成果包括以下方面：首先研究了年代际海温信号PDO对ENSO的调制作用，结果表明PDO正（负）位相下El Nino（La Nina）发生频率更高。由于ENSO是东亚夏季风年际变化的重要影响因子，因此这为进一步理解PDO对东亚夏季风的调制作用奠定基础。除了热带海温信号之外，东亚夏季风还受到其他因素的影响。本项目的第二个成果是揭示了中纬度纬向遥相关波列对副热带高压季节内移动的重要作用。在以上研究基础上，本项目的第三个主要成果是研究了PDO不同位相对El Nino发展年和La Nina年东亚夏季风季节内变化的影响。除上述成果之外，本项目还在模式发展方面做了如下研究工作：研究了海表高度SSH同化对CAS-ESM-C同化系统次表层海洋过程的改进；评估了CAS-ESM模式参加CMIP6的OMIP试验和FAFMIP试验的模拟结果等。以上工作为进一步发展我国自主研发的CAS-ESM模式及其耦合同化系统，并用于东亚夏季风的研究奠定基础。