夏季风北界作为东亚夏季风系统推进的最北位置,其年际波动影响的区域称为季风过渡带或者北界活动区,具有很强的生态和经济社会脆弱性。现有的季风北界定义多样,缺乏统一标准,中国科学院大气物理所硕士生任子璇与导师陈文教授、王林副研究员、陈尚锋研究员和朴金玲副研究员选取了七个北界指数进行了全面的比较分析,并利用Vine-copula方法重建指数以描述北界整体的活动特征,将指数分为降水、干旱指数、经向风和可降水量四类(图1)。
研究发现,年代际尺度上,大多数指数表明20世纪90年代末向南移动,2010年后向北移动,而风场指数领先5–6年。年际尺度上,虽然所有指数都与北界活动区域降水量显著相关,即北界偏西北对应降水增加,但降水指数在描述过渡带降水的时空分布及极端降水的特征有明显优势(图2)。对于北界偏西北时的温度响应,大部分指数在过渡带表现出由短波辐射异常驱动的冷异常,只有可降水量指数是长波辐射主导的暖异常。
在机制方面,所有指数都受到丝绸之路遥相关的影响,其中大多数对中高纬度地区的急流经向移动敏感。北界与季风强度的相关性和指数的定义方式相关,和能够反映整个季风区呈现出一致变化的第一类季风指数相关性较强。干燥度指数与ENSO有很强的对应关系,而降水指数则与北印度洋和北大西洋的海温异常有明显的关联。该研究强调了研究东亚夏季风北界时选择指数的重要性,并为理解与北界变化相关的各种气候异常和机制提供了一个框架。
图 改进北界指数相关系数热图
上述研究成果已于近期发表于学术期刊《Climate Dynamics》。该研究获国家自然科学基金项目(42230605,42175041),中国科学院国际伙伴计划(060GJHZ2022104FN)和大气所青年项目的联合资助。
论文信息:
Ren, Z., Chen, W., Wang, L., Chen S., Piao J. Comparative analysis of east Asian summer monsoon northern boundary indices: variability, climate anomalies and driving mechanisms. Clim Dyn 63, 35 (2025).
论文链接:
https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07526-2