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东亚季风在半个世纪以来都是大气科学的研究热点。东亚季风是亚洲气候系统的一个重要组成部分。从东亚季风历史的研究中,我们能够更好地认识过去东亚季风的变迁过程,了解目前东亚季风的发展状态,预测未来东亚季风发展的趋势。本文的研究重点是通过全球海气耦合模式ECHO—G近千年积分的模拟结果,分析东亚季风区近千年来夏季降水的时空变化,以及选取一个合适的季风指数来定义东亚夏季风的强度。
为了验证模式的气候模拟能力,将其模拟的温度、降水、位势高度场以及风场资料分别与重建资料和再分析资料进行时空上的对比,结果表明,ECHO—G模拟的资料能够作为近千年较为可靠的气候模拟结果之一。
近千年来东亚季风区以及热带辐合带两个区域夏季降水皆呈多峰谷的波动,占主导地位的气候变化过程两个区域之间的差异较大。西太平洋副热带高压和南亚高压活动的变化导致东亚季风区的降水变化,而热带辐合带的降水变化则是由热带辐合带的强弱变化所致。
东亚季风区的夏季降水主要以年际和年代际变化为主。在不同的时期,降水的典型空间分布型态基本一致,其它一些较常出现的空间分布型则有所不同。由于季风爆发的时间及其推移过程的差异,降水在夏季不同月份的空间分布随时间推移而变化。
近千年东亚夏季风在公元1600年之前以强季风为主,在公元1600年之后季风减弱。中世纪暖期和小冰期分别以强盛和偏弱的季风占主导地位,20世纪增暖期前期季风较弱后期较强。我们选取的指数能够较好的表达强(弱)东亚夏季风时长江流域降水增多(减少)。
近千年来中国夏季降水变化是太阳辐射、火山活动和温室气体浓度共同变化下气候系统耦合变化的结果。太阳辐射是中国区域夏季降水的主控因子,CO2和CH4浓度的变化对夏季降水的影响在1850年之后逐步显现出来,火山活动对降水变化整体趋势影响不是很明显,但是对于降水的极值变化起主控作用。