夏季东北亚低压的年际变化特征及机理

There exists a low pressure system in climatology of low-tropospheric circulation over Northeast Asia, which includes areas of Northeast China, Mongolia, the Russian Far East, and North Japan and northern part of Korean Peninsula. The Northeast Asian low (NEAL) is located in the north edge of East Asian summer monsoon, and it is the most direct circulation through which mid-latitude disturbances in Eurasian continent affects East Asian summer monsoon in the lower troposphere. Many previous studies have addressed important role of synoptic low (cut-off lows or Northeast China cold vortex) in NEA on East Asian summer weather and climate, while understanding on the NEAL is little. This project will investigate characteristics of interannual variability of the summer NEAL, its association with components of East Asian summer monsoon system including Northeast cold vortex, and its impact on East/Northeast Asia. Moreover, the mechanisms, with the focus on how mid-latitude disturbances through the NEAL affects East/Northeast Asia climate, are further explored. Performance of this project will benefit our understanding on circulation variability in Northeast Asia and physical processes of mid-latitude impact on East Asian climate, and improve our knowledge on East Asian summer monsoon system.

气候态上, 夏季东北亚地区（包括中国东北、俄罗斯远东地区、蒙古、朝鲜半岛和日本的北部地区）对流层低层存在一个低压环流。从地理位置来看，该低压（东北亚低压）位于东亚夏季风的北部，是欧亚大陆中高纬度扰动通过对流层低层影响东亚夏季气候最直接的环流系统。以前的研究大多强调了东北亚地区天气尺度的低压（切断低压或东北冷涡）对于东亚天气气候的影响，但对于夏季平均的东北亚低压变化所知甚少。本项目将研究夏季东北亚低压年际变化特征、与东亚夏季风系统成员（包括东北冷涡）之间的关联以及对于东亚、东北亚地区气候的影响；在此基础上，进一步探讨其变化的物理机理，揭示中纬度扰动如何通过调整夏季东北亚低压进而影响东亚、东北亚气候。该项目的实施对于了解东北亚地区环流变化，揭示中纬度扰动影响东亚气候的物理过程，完善对东亚夏季风系统的认识均具有十分重要的科学意义。

东亚夏季风受到热带和中纬度环流的共同影响，以前的研究指出海洋上空的副热带高压系统（副高）是影响东亚夏季风和气候的副热带关键环流系统，而对于陆地上低层环流系统及其可能的影响所知甚少。本项目揭示了在夏季东亚北部陆地上空存在一个低压槽系统（东北亚低压），该低压仅出现在夏季对流层低层。该低压的发现证实了在东亚北部陆地上空存在对应西太副高的半永久性低压环流系统，使得南北热力差异激发季风环流的理论更加完善。.在此基础上，本项目研究了东北亚低压年际对于东亚夏季降水的影响。研究结果指出夏季东北亚低压不仅仅会影响到局地中纬度降水，还能显著影响副热带夏季东亚雨带降水变化：东北亚低压增强了副热带地区的季风西风，导致北侧气旋环流形成；通过低层Ekman抽吸作用，导致副热带雨带北侧降水增加，雨带北移。此外，东北亚低压调节副高对东亚夏季降水的影响；当副高强，低压强和弱对应完全不同的降水分布形态：低压弱，降水异常集中在长江流域，而低压增强导致长江以南和以北地区降水的反位相偶极子分布。进一步分析指出，东北亚低压室热带外扰动影响东亚夏季降水的中纬度关键环流系统，夏季中高纬度遥相关通过影响东北亚低压强度和位置，调节东亚夏季降水。.进一步，本项目探讨了大气内部动力和外部强迫（海温和海冰）对东北亚低压的影响。东北亚低压年际变化主要受到大气内部动力过程的影响，其强度受到菲律宾海降水激发的经向波列和高纬度的极地－欧亚遥相关的共同影响；东北亚低压纬向偏移则受到中纬度沿着亚洲西风急流传播的中纬度波列的影响。而热带印度洋暖海温通过抑制菲律宾海对流，进而激发异常经向波列，可减弱８月东北亚低压强度变化。除此以外，春季巴伦支海海冰北部和东部反位相的偶极子模态也可影响到６月的东北亚低压强度。.该项目所取得的结果将有助于更好理解东亚夏季旱涝和东亚夏季风地变化机理，为进一步提高对东亚夏季降水预测提供相关基础。