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东亚夏季降水存在着明显的年际变率,经常导致严重的旱涝灾害。在本论文中,我们选取了CMIP3中的12个模式来分析东亚季风年际变率在21世纪的变化情况。我们首先评估了模式对20世纪东亚夏季风年际变率的模拟能力,并预估了全球变暖背景下东亚夏季降水年际变率的变化情况,以及降水与大尺度环流关系的变化.我们还分析了模式对南亚、东南亚季风的模拟能力,以及南亚、东南亚季风在21世纪的变化情况。
我们利用标准偏差表示年际变率的强度,发现几乎所有的模式都能模拟出东亚地区和附近的西北太平洋地区存在的强降水年际变率.大多数的模式模拟出了赤道中东太平洋表面温度的强年际变率,但是结果在模式中也存在很大的差异。模式也很好的模拟出了与东亚夏季降水年际变率紧密相关的两个环流系统(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。
几乎所有的模式都能很好的模拟出东亚夏季降水与西太平洋副热带高压和东亚高空急流之间的关系。在观测和MME的结果中,相关系数均达到99.9%的信度水平,只是模式的结果相对于观测结果均显偏弱,意味着模式中西太平洋副热带高压和东亚高空急流对东亚夏季降水年际变率的贡献小于观测。
在AIB和A2情景下,21世纪东亚和西北太平洋地区夏季降水的年际变率在将会增强。在东亚副热带降水带,在AIB(A2)情景下,12(11)个模式中有10(9)个模式的结果认为年际变率在21世纪将增强,模式集成的结果指出,东亚夏季副热带降水年际变率在AIB(A2)情景下相对于20世纪有10%(17%)增长,在全球变暖的背景下,21世纪ENSO事件的强度将增强模式集成的夏季平均Nino3指数从0.80℃(20C3M)增长到0.91℃(AIB)和0.98℃(A2).在A1B/A2情景下,有8/10个模式模拟的夏季Nino3指数的年际标准偏差增强。
西太平洋副热带高压和东亚高空急流的年际变率在全球变暖的背景下也将增强。西太副高和高空急流年际变率的增强为21世纪东亚夏季降水年际变率的增强提供了更多的依据。
东亚夏季降水与西北太平洋副热带高压和东亚高空急流的关系在21世纪没有明显的改变.在A1B和A2情景下,大约有一半的模式认为东亚夏季降水与大尺度环流的关系在21世纪将会增强,而其它的模式则认为关系会减弱。模式集成的结果指出,东亚夏季降水与大尺度环流之间的关系没有明显改变。
我们还发现模式能很好的模拟出20世纪南亚、东南亚季风年际变率的主要特点,以及ENSO与季风之间的关系。
在A1B和A2情景下,南亚、东南亚夏季降水(SRI)的年际变率在未来有增强的趋势。几乎在所有的模式中,夏季降水的年际变率都将增强,MME表明降水的年际标准偏差在21世纪将增强12.5%(A1B)和22.5%(A2)。动力季风指数(DMI)的年际变率也将增强。ENSO和季风之间的负相关关系在21世纪也将增强。几乎在所有的模式中,季风的动力和热力分量与ENSO的关系都有增强的趋势。MME中ENSO与DMI的相关系数从-0.33(20C3M)增长到了-0.48(A1B)和-0.51(A2).ENSO与夏季降水之间的关系在全球变暖的背景下也将增强。MME的相关系数从20C3M试验中-0.31增长到-0.41(A1B)和-0.45(A2)。