热带海洋环境国家重点实验室(LTO)在海洋盐度预报东亚季风区夏季降水研究上取得进展

近日,中国科学院南海海洋所热带海洋环境国家实验室(LTO)薛惠洁研究团队与中山大学大气科学学院的科学家合作,探究热带西北太平洋(TNWP)春季海表盐度资料预报东亚季风区夏季降水的可行性,推动海洋盐度与区域水循环联系的研究发展。相关研究成果近期由陈彪,覃慧玲,陈桂兴,薛惠洁共同发表在气候变化研究领域期刊《Journal of Climate上。

前人研究表明海洋是全球水汽蒸发的主要来源,对于调节陆地降水具有重要作用。而海表盐度会随着海洋蒸发、降水不同而产生变化,因此可用来表征全球/区域水汽的源和汇。东亚季风区涵括了我国东部、日本和朝鲜半岛等地,是世界上最为著名的季风区,每年夏季风活动会从海洋携带大量水汽至东亚季风区。而夏季风的异常活动极易造成局地的洪涝灾害,给社会经济发展带来不利影响,因此能否改善对东亚季风区夏季降水预报效果具有非常重要的社会和科学价值。

鉴于此,该研究团队利用EN4盐度数据、CPC降水数据等资料,通过分析发现在1980-2017年期间,TNWP春季海表盐度与东亚季风区夏季降水存在密切联系。春季期间,TWNP上空出现异常的大气反气旋环流,导致该海区的蒸发和水汽辐散增强,海表盐度升高。而东亚季风区水汽辐合和土壤湿度随之增加。这种海洋-陆地的水汽输送模态会从春季持续至夏季,并对东亚季风区的夏季降水产生重要影响。此外,东亚季风区春季土壤湿度的变化也会通过对地表热状况和降水系统的调节来进一步影响该地区的夏季降水。而这个海--气耦合过程可提前被TWNP春季海表盐度进行表征。最后,该研究团队还利用机器学习中的随机森林回归方法对TWNP海表盐度预报效果进行评估,研究发现相较于几个重要的气候因子(ENSO, IOD)TWNP春季海表盐度能够提供较好的东亚季风区夏季降水预报效果。因此,海表盐度能够在未来为全球水循环观测和东亚季风区降水预报提供帮助。

该研究由中科院先导专项(XDA10010304),国家自然科学基金(41575068, 41775085)等项目共同资助完成。

 

 

 

 

 

 

               春夏季期间海--气耦合过程概念示意图

 

Chen, B., H. Qin, G. Chen, and H. Xue, 2019: Ocean Salinity as a Precursor of Summer Rainfall over the East Asian Monsoon Region. J. Climate, 32, 5659-5676.