北大西洋长周期年代际振荡（AMO）对亚洲季风区气候的影响—观测及多模式模拟

【摘要】： AMO是发生在北大西洋区域空间上具有海盆尺度、时间上具有多十年尺度的海表温度(SST)准周期性暖冷异常变化。它具有65-80年周期,振幅为0.4 oC。AMO的形成与热盐环流的准周期性振荡有关,它是气候系统的一种自然变率。诸多研究表明, AMO在北大西洋局地气候及全球其它区域气候演变中发挥了重要影响。欧亚大陆的表面气温,美国大陆、巴西东北部、西非以及南亚的降水,北大西洋飓风等等都与之密切相关。 本文利用观测资料分析和AM2、NCEP、CCM3三个大气环流模式模拟来研究北大西洋海温异常对亚洲季风区气候的影响。发现当处于北大西洋暖海温异常时,即AMO的暖位相,在四季均使得东亚表面气温升高,同时造成印度的北暖南冷的气温分布;并对东亚季风气候的年代际变化有显著的调制作用,暖位相AMO增强东亚夏季风,减弱冬季风,冷位相则相反;暖位相AMO在四季均增加了印度的降水,以夏、秋季最为最显著。 AMO影响亚洲季风区气候的主要机制为AMO通过加热欧亚对流层中高层,改变海陆之间的热力差异,最终影响季风。夏季,欧亚大陆的增温会加大亚洲大陆跟南海的海陆热力差异,从而增强夏季风;冬季,大陆的增温会减小海陆热力差异,减弱冬季风。 在分析亚洲季风区气候在AMO冷、暖位相下的分布型时,我们发现这一过程并不是纯粹线性的,即冷、暖位相下的气候分布并不是完全对称的,进而我们采用北大西洋正、负海温异常敏感性实验来研究其线性和非线性响应。研究发现,AMO的暖位相会使得欧亚大陆尤其是东亚地区增温,同时使得印度地区呈现北暖南冷的偶极子型分布,该影响过程主要是线性的; AMO的暖位相对于降水最显著的影响是夏、秋季印度半岛降水增多,这是线性因素和非线性因素共同作用的结果,且非线性因素带给印度半岛的降水多集中在西部。 本文还讨论了AMO对未来气候预估的意义,认为最近20多年来我国冬季显著的增暖与AMO处于暖位相有关,是人类温室气体强迫与暖位相AMO(自然因子)两种增暖影响相叠加的结果。随着AMO逐渐转入冷位相,我国冬季变暖趋势将放慢,并有望于2020年代中期逆转。