论文部分内容阅读
东亚夏季风的年际变化对东亚地区的社会经济发展有着重要意义。本文选取了CMIP5的23个气候模式，对东亚夏季风系统中的东亚副热带降水以及与降水有密切相关关系的两个环流系统—西太平洋副热带高压、东亚高空急流的年际变率进行评估，对东亚副热带降水和大尺度环流之间的关系进行了诊断分析。同时，也对东亚-西北太平洋地区的经向联系进行了研究。最后，利用RCP4.5和RCP8.5试验的预估结果，对全球变暖背景下东亚夏季降水、西太平洋副热带高压和东亚高空急流的年际变率以及东亚副热带降水与大尺度环流关系的可能变化进行了预估分析。主要结论如下: 1.大多数的模式能模拟出降水年际变率的空间分布特征:如热带太平洋地区的强降水年际变率以及东亚—西北太平洋地区的降水年际变率;但模式中降水的年际变率均小于观测结果。模式也很好地模拟出了西太平洋副热带高压和东亚高空急流年际变率的主要特征。 2.绝大多数的CMIP5模式能较好地模拟出东亚高空急流和东亚夏季降水之间的关系:年际尺度上高空急流偏南（北）时，东亚夏季雨带降水增多（减少）。但与观测相比，大多数CMIP5模式中模拟的相关系数偏低，意味着模式中东亚高空急流对东亚夏季降水年际变率的贡献小于观测。选取模式进行合成分析后的结果显示，东亚副热带雨带的特征分布将影响东亚高空急流和东亚夏季降水之间的关系。而模式中西太平洋副热带高压位置和强度会影响东亚夏季雨带的分布形态，进而影响急流与降水关系的模拟能力。 3.大部分CMIP5气候模式不能对东亚夏季降水和西太平洋副热带高压之间的正相关关系进行正确的模拟。CanESM2、FGOALS-s2、MIROC-ESM-CHEM、MIROC-ESM以及NorESM1-M这5个模式中模拟出了负相关关系，可能与这5个模式中副高位置偏北，其年际变率大值区也偏北有关。同时，CMIP5模式对东亚-西北太平洋经向遥相关模拟性能差:除少数模式外，大部分模式中的经向遥相关明显偏弱。模式中东亚副热带雨带降水和东亚-西太地区经向联系有较好的关系:模式中的东亚雨带降水年际变率模拟得越好，东亚-西北太平洋之间的联系模拟也越好。 4.在RCP4.5和RCP8.5排放情景下，21世纪东亚夏季风系统的年际变率增强。东亚副热带以及西北太平洋地区夏季降水的年际变率将会增强。模式集合平均MME的结果显示，东亚夏季副热带降水的年际变率在RCP4.5(RCP8.5)情景下相对于20世纪有10.9％(25.1％)增长。在东亚地区，随着降水量的增加，降水年际变率的增强意味着未来东亚地区的洪涝灾害发生的频率进一步增强。热带西太平洋副热带高压和东亚高空急流的年际变率也将略有增强。由于西太平洋副热带高压和高空急流对东亚夏季降水年际变率的变化有重要影响，它们的年际变率增强为21世纪东亚夏季降水年际变率的增强提供了更多的依据。 东亚夏季降水与西太平洋副热带高压的关系在21世纪将更加密切。在22个CMIP5模式中，16个(RCP4.5)和21个(RCP8.5)模式预估这种关系增强。模式集合平均中的结果从0.088增强到0.201(RCP4.5)和0.371(RCP8.5)，这可能与21世纪东亚夏季降水年际变率的增强有关。而东亚夏季降水和高空急流的关系也略有增强，模式集合平均中的结果从0.483增强到0.505(RCP4.5)和0.502(RCP8.5)，说明21世纪东亚夏季雨带降水异常和东亚高空急流南北偏移之间的关系将变得更加密切。