研究概要:
南亚高压(SAH)作为亚非夏季风系统成员之一,其范围西起非洲西部、东到太平洋西边界,是北半球夏季位于对流层高层的最主要的环流系统。过去几十年间,SAH经历了显著的年代际变化,对北半球夏季的平均气候和极端气候事件均产生了重大影响。然而,影响SAH年代际变化的机制尚不明确。前期基于多源再分析资料和CMIP6气候模式试验结果表明:南亚高压的年代际变化受外强迫信号和内部变率信号的共同影响,即人为气溶胶(AAs)强迫是导致南亚高压在1970s末发生年代际减弱的主要外强迫因子。相比之下,温室气体和自然外强迫的贡献很小。当大气中AAs增多时,其反射的太阳辐射增多,导致更少的太阳辐射到达地表。青藏高原和东亚地表随之降温,向上传输的能量减少,尤其是青藏高原东部上空大气冷却,造成下沉运动异常,最终导致高层大气出现气旋式环流异常,南亚高压减弱。此外,太平洋年代际振荡(IPO)作为最主要的大气内部变率之一,对南亚高压的年代际变化也有着重要影响。
研究表明:随着AAs排放增加,外强迫对SAH的贡献增强并于20世纪60年代末期超越内部变率的贡献。70年代末, IPO从冷相位向暖相位的转变与AAs增加共同促使SAH出现年代际减弱。值得注意的是,2000年前后IPO由正相位向负相位的转变本应增强南亚高压,但高排放的AAs的强抵消作用导致SAH持续偏弱。本世纪初,AAs的贡献可能仍主导SAH变化;但随着未来AA排放减少,其对SAH的影响或将减弱。在低排放共享社会经济路径(SSP1-2.6)情景下,预计2040年代起IPO将重新在SAH年代际变化中占据主导地位。此项研究深化了对外强迫与内部变率在气候系统年代际变化中复杂平衡机制的认知,为理解季风系统的年代际变化以及提升近期气候预估的可靠性提供科学依据。
人为气溶胶影响南亚高压的机制示意图
夏季(a) 海表温度、(b) 纬向SST梯度、(c) 500–200 hPa之间的扰动温度、(d) 200 hPa纬向风、以及(e) 扰动位势高度对标准化的1950-2014年太平洋年代际振荡(IPO)指数的回归结果
核心PI
张大鹏 |
南京信息工程大学
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1、全球气候变化
2、气候预测
1、2022-2027: 国家重点研究计划,中国极端天气气候事件的形成机理及其预测和归因, 参与;
2、2024-2026: 国家自然科学青年基金,AMO和PDO对南亚高压年代际变化的影响及协同作用研究,主持;
3、2024-2026: 中国博士后科学基金特别资助,亚洲人为气溶胶对中国东部极端高温影响的机理研究,主持;
4、2023-2025: 中国博士后科学基金会面上项目,南亚高压年代际变化的约束预估研究,主持;
周波涛 |
南京信息工程大学
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1、2023-2028年:国家重点研发计划项目 “长江流域复合型气候极端事件影响机理与风险预估”(项目负责人);
2、2021-2025年:国家杰出青年科学基金“中高纬气候变化机理与预估”(项目负责人);
3、2020-2024年:国家自然基金重大项目课题“极端气候对亚洲中高纬区生态系统的影响”(课题负责人);
4、2018-2023年:国家重点研发计划项目课题“京津冀地区气候和极端事件的未来演变规律研究”(课题负责人);
5、2017-2020年:国家自然基金项目“全球变暖背景下华西秋雨的演变规律及与极区气候系统变化的联系”(项目负责人);
6、2016-2021年:国家重点研发计划项目课题“中国北方地区极端气候的年际变化及机制”(专题负责人);
文章信息:
上述研究成果发表于国际权威期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。南京信息工程大学大气科学学院博士后张大鹏为论文第一作者兼通讯作者,合作作者包括周波涛教授、王会军院士等。
论文发表:
Dapeng Zhang, Ni Huang, Peilin Li, Wenxin Xie, Botao Zhou, Peilong Yu, Huijun Wang. 2025. Decadal variation of the South Asian high: Roles of the Interdecadal Pacific oscillation and anthropogenic aerosols. Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
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