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CD:一种基于南亚高压和西太副高纬向摆动配置的梅雨次季节监测预测新指数
作者:朱志伟 周耘逸               发布时间:2023/03/20 14:22:07       浏览量:

梅雨是东亚夏季风降水最强盛阶段,除明显年际变化外,也存在显著10-30天和30-60天周期季节内变化。梅雨季节内异常容易诱发洪水、山体滑坡和泥石流等气象灾害,严重影响生产、生活,给生命财产安全带来巨大损失。相较于年际变率的预测,梅雨的延伸期预报(次季节预测)更为困难,而准确的次季节预测信息对防灾减灾有着更为重要的现实价值,也是气候预测中更为关注的重点和亟待突破的难点。目前,虽然业务单位已有众多梅雨监测指数,但这些指数并不能为梅雨的延伸期预报提供有效帮助。而传统的RMM和BSISO监测预测指数对梅雨解释方差较小,不能满足梅雨延伸期预报的实际业务需求。

我院朱志伟教授课题组最新研究指出:影响梅雨次季节变率的关键是对流层高层南亚高压和低层西太副高的纬向异常摆动配置。在10-30天尺度上,南亚高压纬向摆动受中纬度瞬变Rossby波列的影响,而西太副高纬向摆动由10-30天周期BSISO模态所驱动,两者之间不存在统计和物理上的关联,因此该梅雨次季节(10-30天)的高低层环流配置为非耦合模态;在30-60天尺度上,南亚高压和西太副高的纬向摆动均受30−60天周期BSISO模态控制。30-60天BSISO模态一方面直接通过向东北传播的对流影响西太副高的纬向摆动,另一方面可以通过对流激发高层Rossby波波源,继而通过西风急流波导作用影响南亚高压的纬向摆动,因此该梅雨次季节(30-60天)的高低层环流配置为耦合模态(图1)。

基于高低空高压的纬向摆动配置可定义四种配置类型:相向而行、同向东行、相背而去、同向西行,每种类型可进一步被划分为西太副高或南亚高压主动型,实现了对梅雨季节内变率的监测(图2)。由于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)次季节至季节(S2S)模式对高低空环流(南亚高压指数和西太副高指数)均具有较长的有效预报时效,利用所揭示的高低空环流配置和梅雨季节内变率的统计关系,可以建立动力−统计相结合的延伸期预报模型。重构的梅雨季节内变率在提前17天以上预报技巧显著优于ECMWF对梅雨的直接预报。

不同于前人研究,该研究厘清了南亚高压和西太副高在两种次季节尺度上纬向摆动配置及其对梅雨的影响,揭示了其动力来源。在此基础上,提出了专门针对梅雨次季节监测预测的新方法,对进一步理解梅雨次季节变率机理、提升次季节预测水平具有新启发。目前该工作已在Climate Dynamics期刊在线发表(https://rdcu.be/c7DVZ)。

图1 10−30天和30−60天周期的南亚高压和西太副高纬向摆动配置影响梅雨次季节变率的物理机制示意图。等值线表示位势高度异常,矢量表示200hPa的波活动通量,A/C分别表示高层反气旋/气旋异常中心,红色/紫色阴影表示OLR正/负异常,绿色阴影表示梅雨正异常,红色/蓝色框是南亚高压/西太副高纬向摆动的关键区域。

图2 高低层环流配置10-30天非耦合模态(左)和30-60天耦合模态(右)监测预测指数不同位相对应的季节内降水异常分布。


文章信息

Zhu Z., Zhou Y., W. Jiang, S. Fu., P-C. Hsu. 2023: Influence of compound zonal displacements of the South Asia high and the western Pacific subtropical high on Meiyu intraseasonal variation. Clim. Dyn., doi: 10.1007/s00382-023-06726-6

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Zhang K., Li J., Zhu Z., Li T. 2021: Implications from subseasonal prediction skills of the prolonged heavy snow event over southern China in early 2008. Adv. Atmos. Sci., 38(11), 1873-1888. doi: 10.1007/s00376-021-0402-x

张可越, 李娟, 徐邦琪, 朱志伟. 2023:中国南方降水及其极端事件的动力-统计相结合的延伸期预报. 气象学报, 81(1), 79-93. doi: 10.11676/qxxb2023.20220061.

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