冬季华南强降水具有显著的次季节变率。历史上多次灾害性的降水过程都与次季节异常信号有关,比如2008年和2011年冬季发生的持续性低温雨雪天气。已有不少研究表明热带季节内振荡(MJO)对华南次季节降水的发生具有显著的调制作用,但近期也有工作指出华南次季节降水的触发主要是受中纬度季节内振荡(ISO)的影响、而MJO的作用很小。那么,造成前人结论不一致的原因是什么?如何全面地理解华南次季节降水变率与不同纬度带大气季节内振荡的关系呢?
近期我院王璐教授团队基于K-means客观聚类分析方法,揭示出华南次季节强降水产生机理的多样性与复杂性。他们通过对降水发生时的热带对流异常空间型进行分析发现,约一半降水事件(45%)与中纬度ISO有关,而一半(47%)与热带MJO有关(见图1)。中纬度ISO影响华南降水是通过引起大尺度气旋性环流异常从亚洲北部向南传播,进而加强向华南区的水汽输送(如图2a所示)。热带MJO影响华南降水具体有如下两种不同途径。(1)当MJO传播至2-3位相时,其位于西太平洋的负降水异常通过引起西北太平洋的反气旋性环流异常,加强向华南区的水汽输送(图2b);该类事件占总降水事件的33%,对应快速东传型MJO。(2)当MJO传播至4-5位相时,其位于印度洋的正降水异常通过引起南亚大陆的气旋性环流异常,加强向华南区的水汽输送(图2c);该类事件占总降水事件的14%,对应慢速东传型MJO。进一步研究发现,三类事件中华南区的水汽来源显著不同:与中纬度ISO有关的事件中水汽来源于中国南海,而与快速、慢速东传型MJO有关的事件中水汽分别来源于西太平洋和孟加拉湾(见图2)。
该研究有助于我们明确热带和中纬度季节内振荡对华南降水产生的相对贡献,亦为区分华南降水延伸期预报的可预报性来源提供重要参考。该工作近期发表在Climate Dynamics上。
论文信息:
Wang, L.*, Jiang, J., Li, T., Zhou, X. and Chen, Z., 2022: Three distinct circulation patterns that induce enhanced intraseasonal precipitation events over South China in boreal winter. Climate Dynamics. doi.org/10.1007/s00382-022-06478-9.
图1 冬季华南次季节强降水事件的分组比例:与中纬度南传ISO有关的事件占45%,与热带快速东传型MJO有关的事件占33%,与热带慢速东传型MJO有关的事件占14%。圆圈等符号代表不同敏感性测试(test 1-4)的结果,柱状图代表4组敏感性测试结果的平均值。
图2 三类冬季华南次季节强降水事件产生机制的示意图:填色圆圈代表引起华南区南风异常的关键环流系统(蓝色表气旋,橙色表反气旋);虚线圆圈代表MJO对流异常(蓝色表湿位相,红色表干位相);灰色箭头代表ISO或MJO的传播方向;绿色箭头代表水汽输送。