东亚冬季风是北半球冬季最活跃的环流系统,它的成员主要包括西伯利亚高压、阿留申低压、东亚大槽和东亚西风急流等。当强盛的东亚冬季风发生时,其成员系统如西伯利亚高压和阿留申低压分别是增强和加深的,它们之间的东-西气压梯度能造成显著的偏北风异常沿着东亚沿岸向低纬度侵袭,并在海洋性大陆地区产生局地气旋性湿度辐合进而引发强降水和深对流活动。然而自上世纪90年代以来,北太平洋海气耦合系统发生了明显的年代际变化。例如,前人研究指出北太平洋海表面温度的年际主导模态在90年代以前以副极地锋区为主,对应的表面气压则为阿留申低压异常;而在90年代以后,海温主导模态以副热带锋区为主,其上层阿留申低压模态也相应减弱。这说明北太平洋阿留申低压变率可能在90年代前后发生年代际变化,而阿留申低压又作为东亚冬季风影响海洋性大陆降水的重要环流系统之一,在此背景下,东亚冬季风与海洋性大陆降水的关系是否会发生年代际变化呢?
最近,中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心王林研究员团队及合作者采用多种观测再分析资料以及数值模式模拟,针对上述科学问题进行了系统分析,其研究成果指出:东亚冬季风对海洋性大陆降水的影响在上世纪90年代末发生了显著的年代际减弱(图1),这主要是由于西伯利亚高压和阿留申低压之间的东西配置变化造成的(图2)。在1979-1998年间,西伯利亚高压和阿留申低压之间的协同变化促进了东亚上空强烈的东西向气压梯度,由此产生的偏北风异常沿着东亚沿岸向南侵入到海洋性大陆,并促进局地降水的增强;然而在2000-2018年间,由于阿留申低压变率的减弱,使得西伯利亚高压和阿留申低压之间的东西配置变弱,阻碍了北方冷空气向南侵袭,并减弱东亚冬季风对热带降水的影响。该论文成果强调了东亚冬季风在90年代前后对亚洲东南部地区冬季气候影响的年代际变化。
该成果发表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres上,论文第一作者为云南大学地球科学学院董自臻博士(原大气物理研究所季风中心博士毕业生),该研究受到国家自然科学基金(批准号41925020, 41721004, 42205061)和云南省自然科学基金(批准号202302AN360006)的共同资助。
文章链接:Dong, Z., Wang, L., Gui, S., Gong, H., & Hu, K. (2023). Diminished impact of the East Asian winter monsoon on the Maritime Continent rainfall after the late-1990s tied to weakened Siberian high–Aleutian low covariation. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128, e2022JD037336. https://doi.org/10.1029/2022JD037336
图1. 标准化的东亚冬季风指数回归的(a)1979-1998和(b)2000-2018年间的冬季降水场。紫色和黑色打点分别表示超过95%和99%显著性检验的值,黑框表示海洋性大陆地区。
图2. 标准化的东亚冬季风指数回归的(a)1979-1998和(b)2000-2018年间的海平面气压场。紫色和黑色打点分别表示超过95%和99%显著性检验的值,黑框表示阿留申低压区域。