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水文院李华博士发现1997年以后中太平洋型ENSO对中国12/1月气温季节内变化的影响在加强

作者:水文学院    发布时间:2021-02-24

近年来,中国冬季温度在季节内的反转变化变得愈发频繁,同时也伴随着极端事件发生。季节平均气温很难完全反映季节内气温变化,尤其是极端事件。例如,2015/16年冬季我国遭遇了破记录的寒潮事件,但整个冬季平均气温偏暖。无独有偶,刚过去的2020/21年冬季也出现类似情况。该反转变化是短期气候预测的重要挑战,需要深入认识其物理机制。

利用联合变量EOF方法和数值模拟手段,本研究揭示了该异常反相在1997年以后和中太平洋型厄尔尼诺-南方涛动(CP ENSO)密切相关。1996年以前,CP ENSO对中国12/1月温度的影响较弱,且在两个月为同相(一致)变化。1997年以后,正CP ENSO事件引起12月的冷异常和1月的暖异常,负CP ENSO事件则相反。结果显示在西北太平洋地区CP ENSO相关的海温模态从1996年以前的三极型变为1997年以后的偶极型(图1第一列和第二列海温)。而海温模态的变化直接导致沃克环流的西支向西移动并加强,进而通过局地的经向翻转环流影响西伯利亚高压(图1第一列和第二列垂直运动)。同时由于辐合带的季节性北移,CP ENSO的敏感区域也北移,使得1月CP ENSO相关的沃克环流西支北移,从而导致与12月相反的西伯利亚高压异常(图1c和d),最后导致中国12月和1月气温异常的反相变化。上述机制在更短的时间尺度(候尺度)也成立,说明CP ENSO可能会引起季节内的极端事件。最后,本研究指出近期CP ENSO年际变率的加强可能是中国12/1月温度异常频繁反转的原因之一。



1. CP ENSO1997年前后对中国12/1月温度影响机制示意图

竖的虚箭头表示垂直运动,中国区域的填色表示CP ENSO对气温的影响,海洋区域填色表示与CP ENSO相关的海温异常,(c)和(d)中的椭圆表示西伯利亚高压,H表示高压加强,L表示高压减弱。


该研究成果发表于地学1区期刊《Journal of Climate》。论文第一作者为大气院和水文院联合培养博士后李华,合作者包括导师王会军院士、范可教授、袁星教授等。




文章信息:

Li, H., Fan, K., He, SP, Liu, Y., Yuan, X., & Wang, HJ. (2021). Intensified Impacts of Central Pacific ENSO on the Reversal of December and January Surface Air Temperature Anomaly over China since 1997, Journal of Climate, 34(5), 1601-1618. https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/34/5/JCLI-D-20-0048.1.xml



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