海洋性大陆核心区域非绝热加热年代际变化及其与东亚夏季风变异的可能联系

许琪; 管兆勇

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.003

海洋性大陆核心区域非绝热加热年代际变化及其与东亚夏季风变异的可能联系

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.003

许琪^{1, 2},
管兆勇^{1, 2, ,}

1.
南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室，江苏南京 210044
2.
南京信息工程大学江苏省气象灾害预报预警协同创新中心，江苏南京 210044

基金项目:

国家自然科学基金重点项目 41330425

详细信息

通讯作者:
管兆勇，男，江苏省人，教授，博士，研究方向：气候动力学。E-mail：guanzy@nuist.edu.cn

中图分类号: P434.4
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出版历程
- 收稿日期: 2015-08-25
- 修回日期: 2016-08-08
- 刊出日期: 2017-02-01

INTERDECADAL CHANGE OF DIABATIC FORCING OVER KEY REGION OF THE MARITIME CONTINENT AND ITS POSSIBLE RELATIONS WITH EAST ASIAN SUMMER MONSOON ANOMALIES

Qi XU^{1, 2},
Zhao-yong GUAN^{1, 2
, ,}

1.
Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education, Nanjing University of information science & technology, Nanjing 210044, China
2.
Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters, Nanjing University of information science & technology, Nanjing 210044, China

摘要

摘要: 海洋性大陆区域是太平洋和印度洋通过“大气桥”发生相互作用的区域，也是亚洲季风和澳洲季风相互作用的重要地区。利用1979—2012年的NCEP/NCAR、CMAP月平均资料和合成分析等方法，研究了海洋性大陆核心区域非绝热加热年代际变化规律及其与东亚夏季风的可能联系。海洋性大陆地区气候变动在95~145 °E，10 °S~10 °N区域尤为显著，记此区域为海洋性大陆核心区域（即KMC区域）。不考虑大气中潜热释放时，KMC区域的非绝热加热率在1979—2012年之间存在显著的年代际变化，加热作用由弱增强，在1980年代末期达到峰值后，即转为减弱阶段。对非绝热加热异常各分量的分析发现，在KMC区域，表面潜热和净大气长波辐射起主要作用。当非绝热加热负异常时，KMC区域的陆地降水偏多，海洋上降水偏少，赤道上存在气流辐合。在115~120 °E区间平均的经圈剖面上，气流在赤道地区上升、南海下沉、30 °N处上升，构成了异常的垂直环流圈。水汽从孟加拉湾、南海地区向中国东部输送，利于产生降水正异常。东亚剖面上的经圈环流在联系KMC区域非绝热加热和东亚夏季风异常的年代际变化中起重要作用。
- 海洋性大陆 /
- 非绝热加热 /
- 东亚夏季风 /
- 年代际变化 /
- 北半球夏季
Abstract: Maritime continent is an important region where the tropical Pacific and Indian Ocean interact with each other via "the atmospheric bridge" and also a key region where the Asian monsoons interact with the Australian monsoons. Using the NCEP/NCAR and CMAP monthly mean reanalysis over the period of 1979—2012, the interdecadal variations of diabatic forcing over key region of the Maritime Continent and its possible relations with East Asian summer monsoon anomalies have been investigated in the present paper. Our results show that climate variations in the Maritime Continent are particularly strong in the area 95~145 °E, 10 °S~10 °N. This area is hence defined as the key area of the Maritime Continent (i.e., KMC area). Without the input of latent heat release in the atmosphere, distinct interdecadal change of diabatic heating are found to exist from 1979 to 2012 in the KMC area; it intensified before the 1980s and peaked in the late 1980s and weakened after this period. By analyzing different components of the diabatic heating in the KMC area, it is found that surface latent heat flux and net long-wave radiation in the atmosphere are the dominant components. When the anomalies of diabatic heating are negative, there will be more precipitation on land, less precipitation over sea, and more rainfall around the equator, which is in correspondence with a convergence center around the equator in the KMC area. In the meridional-vertical section averaged over 115~120 °E, well-defined vertical circulation anomalies are observed with its ascending branches over KMC and the area near 30 °N respectively and the descending branch over the South China Sea. Water vapor transports from the Bay of Bengal and South China Sea area to the east of China to benefit the positive precipitation anomalies. This vertical circulation plays a crucial role in linking the diabatic heating over the KMC region and East Asian summer monsoon variations on interdecadal time-scale.
- Maritime Continent /
- diabatic heating /
- East Asian summer monsoon /
- interdecadal variation /
- boreal summer

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图 1 MC区域夏季平均OLR均方根 (a) 和该区域夏季平均ΔQ的均方根 (b) 分布单位：W/m²。

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图 2 KMC区域夏季季节平均非绝热加热ΔQ标准化时间序列（实心点线为未经滤波的曲线，直方图为年代际变化，a）以及由此年代际变化曲线大于一个标准差的低值年 (W-years) 减去高值年 (S-years) 的合成差值（单位：W/m²，b）

阴影区域为通过0.01 t-检验的区域。

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图 3 依据KMC区域非绝热加热率年代际变化合成的净辐射异常（a）、净大气长波辐射异常（b）、净太阳辐射异常（c）、表面感热加热异常（d）、表面潜热加热异常（e）和大气净辐射、表面潜热、表面感热之和的异常（f）单位：W/m²。阴影区域为通过0.01 t-检验的区域。

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图 4 1979—2012年地面上2 m处气温 (a) 和降水 (b) 的区域平均的年代际变化的标准化时间序列（实线为KMC区域平均值，虚线为东亚夏季风区域平均值），以及依据KMC区域非绝热加热率年代际变化合成的地面上2 m处气温（单位：℃，c）和降水场（单位：mm/d，d）打点区域为通过0.01 t-检验的区域。

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图 5 依据KMC区域非绝热加热率ΔQ年代际变化合成的850 hPa（a）、200 hPa（b）上的流场 (流线) 和辐散风异常（单位：m/s），合成的115~120 °E上平均的异常经圈垂直环流（阴影表示垂直速度Ω）（c）以及垂直积分的异常水汽通量（矢量，单位：kg/（m·s））及其散度（阴影，单位：kg/（m²·s））（d）矢量均通过0.01的t-检验。

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