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太阳活动对中国夏季降水影响研究取得最新进展有望成为中长期气候预测的技巧来源

  近日,国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)研究员王劲松与中国科学院大气研究所研究员赵亮的合作团队,联合中国工程院院士、国家气候中心研究员丁一汇等在国际气候领域顶级期刊《JournalofClimate》(《气候杂志》)发表学术论文,揭示太阳11年周期活动对中国夏季降水南北反位相变化的调制机制。太阳是地球气候系统的主要能量来源,其活动通过总辐射、紫外辐射、高能粒子沉降等多种形式影响地球大气。另一方面,近年来,中国夏季降水雨带呈现出持续北移的趋势。这两者之间是否存在联系,是值得研究却尚未形成共识的科学问题。

太阳活动对中国夏季降水影响研究取得最新进展有望成为中长期气候预测的技巧来源(图1)

  围绕这一科学问题,研究团队指出,在年代际尺度上,东亚梅雨季中国降水型(南北反相)受11年太阳周期调制——在太阳活动高年期间,中国长江以北的季风区降水较常年南宫28偏多,而长江以南地区降水偏少。分析表明,东亚—太平洋大气遥相关(EAP)在其中起重要作用。在太阳活动高年期间,太阳辐射增强导致热带和副热带平流层低层臭氧增多加热大气,引发暖异常。该异常通过增强西风急流等动力过程能够影响到对流层环流,激发西太平洋异常对流活动,进而强化EAP遥相关型,促使季风雨带北移。数值试验表明,若剔除太阳活动信号,降水南北反位相模态的强度显著减弱,证实太阳强迫的核心作用。

太阳活动对中国夏季降水影响研究取得最新进展有望成为中长期气候预测的技巧来源(图2)

  太阳11年周期活动通过影响东亚-太平洋遥相关(EAP)调制东亚初夏降水格局的机制示意图

  该研究还提出,夏季降水模式具有显著的年代际周期和纬向分布特征,有望成为中长期气候预测的技巧来源。热带和中高纬度平流层对11年太阳周期的响应所产生的向下影响,对季风爆发、热带对流以及副热带西风异常起着关键作用。这项研究系统阐释了太阳周期通过平流层—对流层耦合及EAP遥相关型调制中国夏季降水空间分布的物理机制因果链,为理解季风和降水年代际变率及气候预测提供新思路,对旱涝灾害的风险评估和预估具有重要应用价值。