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东亚季风北边缘活动带地处东亚季风北边界附近，气候类型多样，生态系统脆弱，对气候变化十分敏感。东亚季风北边缘活动带的降水变化对当地的农业灌溉，农牧种植，以及社会经济的可持续发展都有重要意义。全球变暖背景下，东亚季风北边缘活动带的降水变化既受到气候系统内部自然变率的调控，又受到气候系统外强迫的影响。因此，本文从影响东亚季风北边缘活动带雨季降水年际变化和长期趋势的因子两方面入手，分别分析影响东亚季风北边缘活动带降水变化的气候系统内部因子和外强迫因子，以及影响的物理机制。本文的主要内容和结论如下:
(1)东亚季风北边缘活动带雨季撤退及8月降水的年际变化
本文基于候平均降水数据，对东亚季风北边缘活动带的雨季撤退进行了定义。对与撤退指数有关的降水和环流的分析显示，东亚季风北边缘活动带雨季撤退的年际变化与8月降水之间关系密切。当东亚季风北边缘活动带雨季撤退年际偏晚时，东亚季风北边缘活动带8月降水明显增加，西北太平洋地区出现异常的反气旋环流，欧亚地区上空存在一支由北大西洋出发，向东传播的大气波列。西北太平洋反气旋西侧异常偏南气流的水汽输送，与欧亚波列中位于东亚季风北边缘活动带附近的负位势高度异常底部的偏西风共同作用，在东亚季风北边缘活动带引起异常的水汽辐合和上升运动，有利于该地区8月降水异常偏多，雨季撤退异常偏晚。前期ENSO(El Ni(n)o-Southern Oscillation)对西北太平洋反气旋的形成起到了重要作用。此外，热带北大西洋海温的异常增暖对西北太平洋反气旋和中高纬波列的形成也有重要贡献。当热带北大西洋海温异常增暖时，一方面激发了热带地区的Walker环流异常（在热带北大西洋地区上升，热带中太平洋地区下沉）。热带中太平洋地区异常的下沉辐散，可通过Gill型罗斯贝波响应在西北太平洋地区形成反气旋环流异常。另一方面，热带北大西洋海温的异常增暖激发了一支横跨欧亚的中高纬波列。波列中，位于东亚季风北边缘活动带附近的负位势高度异常，为该地区降水增多提供了有利的上升运动条件。大气环流模式的数值模拟试验进一步验证热带北大西洋海温暖异常对西北太平洋异常反气旋和中高纬波列形成的贡献。观测和模拟结果均表明，热带北大西洋海温对东亚季风北边缘活动带雨季撤退和8月降水年际变化的调制独立于前期ENSO。
(2)热带北大西洋海温与东亚季风北边缘活动带8月降水年际关系的年代际变化
研究表明，热带北大西洋海温异常通过激发欧亚大陆上空的大气罗斯贝波列和西北太平洋反气旋环流异常，对东亚季风北边缘活动带8月降水的年际变化有显著的调制作用。在此基础上，本文进一步揭示，热带北大西洋海温异常与东亚季风北边缘活动带8月降水的年际关系并不稳定，而是在1990s末前后经历了一次显著的年代际减弱。1990s末之前，热带北大西洋海温的异常增暖激发了一支自北大西洋上空出发，向东传播的波列。这支波列传至东亚季风北边缘活动带，引发该地区形成一个显著的负位势高度异常。同时，西北太平洋地区存在明显的反气旋环流异常。1990s末之后，与热带北大西洋海温增暖有关的西北太平洋反气旋环流异常和欧亚波列仍然存在。但波列的空间结构发生了明显改变。具体来说，1990s末之前原本位于东亚季风北边缘活动带上空的负位势高度异常中心在1990s末之后明显减弱北移。因而热带北大西洋海温异常变化与东亚季风北边缘活动带8月份降水的关系变得不再显著。进一步的研究表明，热带北大西洋海温-东亚季风北边缘活动带8月降水年际关系的年代际变化，与热带北大西洋海温-前期ENSO关系的年代际变化无关。
(3)不同外强迫对20世纪下半叶东亚季风北边缘活动带8月降水减少趋势的相对贡献
观测事实显示，20世纪下半叶，东亚季风北边缘活动带8月降水存在显著减少的趋势，而该地区其他月份降水的变化趋势并不明显。本文首先评估了32个CMIP5耦合模式对东亚季风北边缘活动带8月降水减少趋势的模拟能力，从中挑选了3个模拟效果较好的模式，分别是CCSM4，GFDL-CM3，GISS-E2-R。基于3个模式的集合平均，借助CMIP5的历史试验、温室气体强迫试验和自然强迫试验，本文定量比较了不同外强迫对东亚季风北边缘活动带8月降水减少趋势的相对贡献。结果发现，人为气溶胶强迫可能是8月降水减少趋势的重要因素（相对贡献百分率:188％）。具体影响过程如下:人为气溶胶的排放，通过直接辐射效应，对地表温度起到降温作用。由于海洋与陆地热力性质的差异，夏季东亚大陆地表温度的降低速率快于南部海洋，导致南部海洋与东亚大陆之间的地表温差减小，海平面气压差减小，导致东亚季风北边缘活动带附近上空出现北风异常（南风减弱），减少了东亚季风北边缘活动带地区的水汽供给，从而抑制了该地区的降水。温室气体强迫与人为气溶胶强迫的作用相反(相对贡献百分率:-74％)。与人为强迫的作用相比（相对贡献百分率:114％），自然强迫对东亚季风北边缘活动带降水减少趋势的贡献很小（相对贡献百分率:-14％）。
(1)东亚季风北边缘活动带雨季撤退及8月降水的年际变化
本文基于候平均降水数据，对东亚季风北边缘活动带的雨季撤退进行了定义。对与撤退指数有关的降水和环流的分析显示，东亚季风北边缘活动带雨季撤退的年际变化与8月降水之间关系密切。当东亚季风北边缘活动带雨季撤退年际偏晚时，东亚季风北边缘活动带8月降水明显增加，西北太平洋地区出现异常的反气旋环流，欧亚地区上空存在一支由北大西洋出发，向东传播的大气波列。西北太平洋反气旋西侧异常偏南气流的水汽输送，与欧亚波列中位于东亚季风北边缘活动带附近的负位势高度异常底部的偏西风共同作用，在东亚季风北边缘活动带引起异常的水汽辐合和上升运动，有利于该地区8月降水异常偏多，雨季撤退异常偏晚。前期ENSO(El Ni(n)o-Southern Oscillation)对西北太平洋反气旋的形成起到了重要作用。此外，热带北大西洋海温的异常增暖对西北太平洋反气旋和中高纬波列的形成也有重要贡献。当热带北大西洋海温异常增暖时，一方面激发了热带地区的Walker环流异常（在热带北大西洋地区上升，热带中太平洋地区下沉）。热带中太平洋地区异常的下沉辐散，可通过Gill型罗斯贝波响应在西北太平洋地区形成反气旋环流异常。另一方面，热带北大西洋海温的异常增暖激发了一支横跨欧亚的中高纬波列。波列中，位于东亚季风北边缘活动带附近的负位势高度异常，为该地区降水增多提供了有利的上升运动条件。大气环流模式的数值模拟试验进一步验证热带北大西洋海温暖异常对西北太平洋异常反气旋和中高纬波列形成的贡献。观测和模拟结果均表明，热带北大西洋海温对东亚季风北边缘活动带雨季撤退和8月降水年际变化的调制独立于前期ENSO。
(2)热带北大西洋海温与东亚季风北边缘活动带8月降水年际关系的年代际变化
研究表明，热带北大西洋海温异常通过激发欧亚大陆上空的大气罗斯贝波列和西北太平洋反气旋环流异常，对东亚季风北边缘活动带8月降水的年际变化有显著的调制作用。在此基础上，本文进一步揭示，热带北大西洋海温异常与东亚季风北边缘活动带8月降水的年际关系并不稳定，而是在1990s末前后经历了一次显著的年代际减弱。1990s末之前，热带北大西洋海温的异常增暖激发了一支自北大西洋上空出发，向东传播的波列。这支波列传至东亚季风北边缘活动带，引发该地区形成一个显著的负位势高度异常。同时，西北太平洋地区存在明显的反气旋环流异常。1990s末之后，与热带北大西洋海温增暖有关的西北太平洋反气旋环流异常和欧亚波列仍然存在。但波列的空间结构发生了明显改变。具体来说，1990s末之前原本位于东亚季风北边缘活动带上空的负位势高度异常中心在1990s末之后明显减弱北移。因而热带北大西洋海温异常变化与东亚季风北边缘活动带8月份降水的关系变得不再显著。进一步的研究表明，热带北大西洋海温-东亚季风北边缘活动带8月降水年际关系的年代际变化，与热带北大西洋海温-前期ENSO关系的年代际变化无关。
(3)不同外强迫对20世纪下半叶东亚季风北边缘活动带8月降水减少趋势的相对贡献
观测事实显示，20世纪下半叶，东亚季风北边缘活动带8月降水存在显著减少的趋势，而该地区其他月份降水的变化趋势并不明显。本文首先评估了32个CMIP5耦合模式对东亚季风北边缘活动带8月降水减少趋势的模拟能力，从中挑选了3个模拟效果较好的模式，分别是CCSM4，GFDL-CM3，GISS-E2-R。基于3个模式的集合平均，借助CMIP5的历史试验、温室气体强迫试验和自然强迫试验，本文定量比较了不同外强迫对东亚季风北边缘活动带8月降水减少趋势的相对贡献。结果发现，人为气溶胶强迫可能是8月降水减少趋势的重要因素（相对贡献百分率:188％）。具体影响过程如下:人为气溶胶的排放，通过直接辐射效应，对地表温度起到降温作用。由于海洋与陆地热力性质的差异，夏季东亚大陆地表温度的降低速率快于南部海洋，导致南部海洋与东亚大陆之间的地表温差减小，海平面气压差减小，导致东亚季风北边缘活动带附近上空出现北风异常（南风减弱），减少了东亚季风北边缘活动带地区的水汽供给，从而抑制了该地区的降水。温室气体强迫与人为气溶胶强迫的作用相反(相对贡献百分率:-74％)。与人为强迫的作用相比（相对贡献百分率:114％），自然强迫对东亚季风北边缘活动带降水减少趋势的贡献很小（相对贡献百分率:-14％）。