AMV和PDV对东亚夏季降水年代际变化的影响和预测研究

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近年来,对未来10~30年的年代际预测受到了越来越多的关注,东亚气候有明显的年代际变率,大西洋多年代际变率(AMV)和太平洋年代际变率(PDV)是影响东亚夏季降水年代际变率的两个重要因子。本文利用1901—2016年GPCC降水资料、NOAA20世纪再分析资料以及COBE全球海温资料讨论了AMV和PDV对东亚夏季降水的单独和共同作用,评估了CMIP6年代际回报试验对东亚近地面气温和降水的回报技巧,并探究了年代际试验能否再现AMV、PDV影响下的东亚夏季降水的变化。主要结论如下:(1)AMV主要影响黄淮流域夏季降水年代际变率,PDV同时影响长江和黄淮流域的夏季降水年代际变率,其中PDV起主要作用。AMV通过AMV-北半球遥相关波列影响贝加尔湖至鄂霍次克海地区的环流系统,而PDV通过西北太平洋地区的海温异常影响日本东南至南海一带的环流异常。二者同位相配置时,贝加尔湖至鄂霍次克海地区以及日本东南至南海一带的环流异常相反,此时太平洋日本(PJ)遥相关波列使得这两个系统增强,进而使长江和黄淮流域的降水距平更显著。反位相配置时,贝加尔湖至鄂霍次克海地区以及日本东南至南海一带的环流异常相同,降水异常相对同位相配置时偏弱。(2)CMIP6多模式集合平均的年代际试验能较好地再现未去长期趋势的年平均及季节平均的近地面气温变化,季节平均的近地面气温回报能力远低于年平均。模式对于去趋势后的近地面气温的回报能力明显降低,其中秋季气温的回报能力主要来源于对长期变化趋势的把握。模式对降水的回报能力远低于对气温的回报能力,降水的年平均回报能力与季节平均回报能力差异较小,未去趋势与去趋势后的降水回报能力差距也不如气温明显,模式对于夏季降水的回报能力相对较低。对2019—2023年的气温和降水预测表明,未来全国平均的年平均气温增暖约1.13℃,年平均降水增加0.16mm/day。(3)年代际回报试验中AMV和PDV的位相转折时间与观测基本一致,AMV对应的北大西洋海表温度异常与观测一致,但不能回报出PDV对应的西北太平洋的海表温度距平。在AMV、PDV单独和组合位相合成年中,除共同冷位相外,模式回报的夏季降水在黄淮流域与观测一致,长江流域的降水变化与观测相反。对于环流场,模式能再现AMV-北半球遥相关波列。因此也验证了AMV主要影响黄淮流域的夏季降水,PDV对应的西北太平洋海表温度异常对长江和黄淮流域的夏季降水起决定性作用。
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