自上世纪90年代以来,北方夏季干期(CDD)延长,极端干旱呈现出年代际增强趋势,频繁发生的极端事件不再是简单的天气事件而表现为气候特征,因此成为气候变化研究的热点科学问题之一。
我院张杰教授等研究指出:北方干旱的年代际增强除了受东亚夏季风减弱和季风北边缘带年代际偏南的影响外,还与中纬度西风环流的年代际增强有关,主要表现为与准定常波异常相联系的欧亚强迫波EU型和丝绸之路模态(SRP)的增强。强迫波的主要能量转换和增加区域发生在欧洲(40N–70°N, 0E–60°E)及EU 和 SRP波列沿线。随着气候变暖,该区域陆面温度和感热通量变化是北半球增加最显著的区域,其增加了对流层低层和中层的大气斜压性,促进了该地区波动能量的转换和持续加强,进而加强了EU 和 SRP 模态的强迫波,强迫波能量在贝加尔湖至北方辐合堆积,促进了该地区反气旋异常及干期延长。
另外,位于SRP沿线的陆面热力异常区域,青藏高原东部的热力和西部的积雪对比对欧亚波列具有双模态调节作用。90年代以来,高原东部春季积雪增加造成夏季热力减弱,另外,西部春季积雪随着气候变暖也呈现减少趋势;SRP与高原东部春季积雪覆盖度在2-3年、4-6年、9-12年尺度上有较好的对应关系,与东部夏季的地表感热加热在4-6年、9-12年尺度上有较好的对应关系,而与高原西部的积雪覆盖度在9-12年尺度上有较好的对应关系。 通过对SRP位相和强度的调制作用,90年代以来的高原西部积雪减少和东部感热减弱的双模态调制促进了北方120°E附近的西脊东槽环流异常,导致了西风带环流的加强和北风增强,进而抑制了东亚夏季风北边缘带的向北推进;另外,SRP强迫波在长江流域产生气旋型扰动,有助于副热带高压的偏南偏东异常,进而减弱了北方的水汽输送,其结果导致北方降水减少,干期延长,干旱趋势增强。该研究为北方地区季风活动、干旱的多尺度特征及成因分析奠定了基础。
以上研究成果先后发表于《Climate Dynamics》,《Global and Planetary Change》和《International Journal of Climatology》。
相关文章:
Zhang J., H. Chen, Q. Zhang. Extreme drought in the recent two decades in northern China resulting from Eurasian warming. Clim. Dynam., 2018,DOI: 10.1007/s00382-018-4312-2
Zhang J., C. Liu,H. Chen. The modulation of Tibetan Plateau heating on the multi-scale northernmost margin activity of East Asia summer monsoon in northern China. Global and Planetary Change, 2018,161:149-161.
Zhang J., H. Chen, Z. Wu. Double-mode adjustment of Tibetan Plateau heating to the summer circumglobal teleconnection in the Northern Hemisphere. Int. J. Climatol., 2018,38(2): 663-676.