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优秀成果展示——西北太平洋异常反气旋发展和维持的新机理

发布者:   来源:   发布时间:2024/12/3 0:00:00   标签:   浏览次数:582

成果评价编号: 中气科成评[2024]016
评价结果: 优秀
成果名称: 西北太平洋异常反气旋发展和维持的新机理
完成单位: 复旦大学
成果形式: 基础研究类-新原理
研究领域: 基础研究
评价年份: 2024
完成人: 周震强、张人禾
成果简介: 2020年夏季东亚经历了一次超强梅雨季,被中国气象局评为“2020年中国十大天气气候事件”和“2020年国外十大天气气候事件”,造成3700多万人受灾,直接经济损失达到1322亿元。历史上,中国长江流域的特大洪涝灾害常与厄尔尼诺事件次年夏季出现的西北太平洋(西太)异常反气旋相联系,厄尔尼诺因此也成为了中国汛期降水重要的预报因子。然而这次2019/20年是一次弱的厄尔尼诺事件,海温异常只有0.5℃。那么,为什么如此弱的厄尔尼诺次年夏季也能出现超强梅雨季和西太异常反气旋?该成果依托国家重点研发计划、自然科学基金项目等支持完成。
前人提出太平洋厄尔尼诺事件相伴随的西太异常反气旋,可以通过多种机制维持到次年夏季,使得长江中下游流域夏季降水异常偏多。而超强厄尔尼诺(如1997/98、2015/16年),可以造成其后夏季的长江流域特大洪涝灾害(如1998年、2016年夏季)。 申请人研究发现2020年“超级暴力梅”最早可以追溯到2019年破纪录的极端印度洋偶极子(IOD)事件,而不是像往常一样主要受到太平洋厄尔尼诺事件的影响。2019年秋季,与IOD相伴随的热带东南印度洋上空的大气环流异常强迫出下沉的海洋罗斯贝波并缓慢向西传播,到达西南印度洋后使得当地的温跃层加深、海温增暖,并维持到2020年夏季。此时,印度洋海温暖异常通过“电容器”效应激发出西太反气旋,长江流域高空的西风急流增强。西太反气旋引起的异常水汽输送和西风急流强迫的大气异常上升运动,共同使得2020年夏季梅雨量异常偏多。 该研究成果提出了印度洋海气相互作用在长江中下游流域夏季极端强降水发生中的作用,对认识和预测长江中下游流域夏季特大洪涝灾害的发生提出了新的视角。
通过上述研究,申请人拓展了太平洋厄尔尼诺通过印度洋“电容器”效应激发西太反气旋并进而影响东亚夏季风的理论框架,发现印度洋本身的海洋-大气耦合模态(即IOD事件及其引起的南印度洋缓慢移动的海洋罗斯贝波动)也能激发“电容器”效应,为东亚夏季降水预测提供了新的前兆信号。此外,该研究也发现,海洋-大气耦合动力模式的集合预报可以提前1-3个月预报出2020年夏季西太反气旋和东亚降水异常,明显优于经验预报,这不仅为东亚汛期极端强降水的可预测性带来了新的依据,也增强了用气候模式来预测与全球气候变化相关联的极端气候灾害问题的信心。 西太反气旋和亚洲夏季风的系列研究发表于PNAS等期刊,被PNAS选为“研究亮点”且在期刊封面重点推介,GRL期刊的文章入选封面论文。该成果入选中国气象局2021年度“气象科技前沿动态研究报告”。PNAS的文章自2021年3月发表以来被SCI论文他引高达230次,是ESI热点论文和ESI高被引论文。
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