新闻阅读

不同海温背景下中南半岛前期土壤湿度异常与长江中下游夏季降水之间的关系

作者:齐雅静、朱司光  发布时间:2021/03/17 14:03:24  浏览量:

土壤湿度作为陆气相互作用中的关键因子,是陆气耦合的纽带和桥梁,可通过多种耦合机制影响大气环流。作为连接孟加拉湾和南海的重要陆地区域,中南半岛土壤湿度异常可以通过影响南海夏季风和周边地区大气环流变化,对东亚地区的天气和气候变化产生很大影响。近日,朱司光博士、博士生齐雅静和陈海山教授等通过观测分析与数值模拟,探讨了不同海温背景下中南半岛前期陆面干湿异常与长江中下游夏季降水之间的关系,相关成果发表于《Climate Dynamics》。

研究发现:在不同海温背景下,中南半岛前期土壤湿度异常与长江中下游夏季降水之间的反位相变化关系存在显著差异。中南半岛春季土壤湿度偏低(高)时,弱海温背景下长江中下游中部及西南部地区夏季降水显著增加(减少),降水增加(减少)区域的范围较大;强海温异常背景下,降水增加区域的范围和降水量的增(减)幅都较小(Fig. 1)。在不同海温背景下,中南半岛前期土壤湿度异常对局地及周边地区大气环流的热力调整差异,影响了长江中下游夏季降水的分布。中南半岛存在热力异常加热(冷却)时,弱海温异常年中,西太平洋位势高度场显著抬升(降低),低层反气旋性环流增强(减弱),中南半岛-西太平洋向长江中下游输送的水汽增加(减少),有利(不利)于产生降水。强海温异常年中南半岛热力异常对西太平洋风场影响较小,长江中下游水汽通量较弱,相应夏季降水的增幅(减幅)较小。中南半岛前期土壤湿度干(湿)异常还使得其与南海的纬向温差增大(减小),在弱海温异常年暖池反气旋主要位于南海上空,有利(不利)于南海夏季风的发展,在强海温异常年暖池反气旋对长江中下游的影响相对较小。

为了验证上述观测分析结果,研究利用公共地球系统模型(Community Earth System Model,CESM),修改中南半岛区域的土壤湿度值,进行了多组敏感性试验,进一步探讨不同海温背景下,中南半岛春季土壤湿度对长江中下游夏季降水影响的物理机制。模拟结果表明,与观测分析类似,中南半岛春季土壤湿度异常与长江中下游夏季降水之间存在着显著的负相关关系。在弱海温异常年中,这种负相关的范围更大,程度更高。春季中南半岛土壤湿度的异常会导致地表温度和地表热通量的异常。在弱海温异常年,大气环流对这种热力异常的响应更为明显,中南半岛地表热力异常会导致南海上空出现西南风异常,同时使得南海和中南半岛之间的海陆温差变得更大,有利于东亚夏季风的增强,导致长江中下游地区夏季降水的增加(Fig. 2)。此外,与强海温异常年相比,在弱海温异常背景下,中南半岛上空存在显著的气旋性异常,这也有助于增强(抑制)由中南半岛土壤水分湿(干)异常引起的气旋性(反气旋性)环流异常,进而增强东亚夏季风,为长江中下游地区带来更多的夏季降水。

Figure. 1 Comparison between the regression coefficients of summer precipitation in eastern China on the sm (left panels),(center panels), and (right panels) in the inner-quartile years (upper panels) and outer-quartile years (lower panels). The dotted areas denote the coefficients significant at the 95% confidence level, and the black box areas represent the MLR-YRB.

Figure. 2 The summer mean differences of geopotential heights at 500 hPa (dgpm, the left panel) and wind speed differences at 850 hPa (m/s, the right panel) between 5yavg_min and 5yavg_max over East Asia and the west Pacific Ocean in the inner-quartile years (a and b) and outer-quartile years (c and d). The black dots (a and c) and the shadows (b and d) indicate the areas with a 90% confidence level.

相关文献:

Zhu, S., Qi, Y., Chen, H.*, Gao, C., Zhou, B., Zhang, J., & Wei, J. (2021). Distinct impacts of spring soil moisture over the Indo-China Peninsula on summer precipitation in the Yangtze River basin under different SST backgrounds. Climate Dynamics, 56, 1895-1918.https://doi.org/10.1007/s00382-020-05567-x

上一条:气候变异加速了2010年之后华北冬季霾污染的恶化

下一条:Young-Min Yang教授在《Nature Communications》发表厄尔尼诺与中纬度降水研究成果

关闭

© 2019  气象灾害教育部重点实验室   版权所有 NUIST备80040
地址:江苏省南京市宁六路219号 气象灾害教育部重点实验室 邮编:210044