亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔脤θ蚝蛠喼逇夂蜃兓淖饔醚芯窟M展

李建平 任榮彩 齊義泉 王法明 陸日宇 張培群江志紅 段晚鎖 于非 楊永增

1中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學國家重點實驗室，北京100029

2中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室，廣州510301

3中國科學院海洋研究所，青島266071

4國家氣候中心，北京100081

5南京信息工程大學, 南京210044

6國家海洋局第一海洋研究所，青島266061

1 引言

海洋、陸地和大氣是氣候系統五大圈層的重要組成部分，?！憽獨庀嗷プ饔檬菤夂蜃兓闹匾寗恿Γ▍菄酆屠罱ㄆ剑?005）。亞洲海陸地形非常復雜，西有世界最高的高原——青藏高原，東臨世界最大的大洋——太平洋，南臨印度洋，因此亞洲區域海—陸—氣相互作用過程更為復雜，是影響東亞氣候異常的關鍵物理過程，同時其對全球變化也有重要作用。然而，由于對亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔眠^程和機理認識的不足，當今世界各國氣候模式在亞洲季風區的模擬和預測能力均較低，這直接制約了迄今各國的氣候預測水平的提高（吳國雄等，2006；李建平等，2011a，2011b）。因此，在全球變化背景下，研究亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔玫臋C理及其影響，是理解氣候異常機理、妥善應對全球變化、提高氣候預測水平的關鍵途徑。

正因為如此，最新的一些國際計劃把目標集中在亞洲區域的?！憽獨庀嗷プ饔蒙?，比如 2006年開始實施的地球系統科學聯盟（ESSP）框架下的季風亞洲區域集成研究計劃（MAIRS）（符淙斌，2007），以及2007年開始的CLIVAR/GEWEX交叉子計劃亞洲季風年國際計劃（AMY 2007–2012）（Wang et al., 2010; Matsumoto et al., 2010），后者的主要目的即是，通過對亞洲區域海洋—陸地—大氣之間的相互作用進行綜合觀測，在此基礎上開展數值模式參數化改進、亞洲季風區海洋和大氣資料同化分析及季節－年際尺度氣候異常的可預報性研究，從而為提高預測水平及防災減災服務。由此可見，亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔靡呀洺蔀楫斀袢蜃兓芯康那把乜茖W問題（WCRP，2010a，2010b）。

我國位于亞洲季風區，大范圍、持續性的氣候異常直接受到亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔玫挠绊懀▍菄鄣?，2006；李崇銀等，2009；黃榮輝等，2011），如在東亞—西太平洋區域中西北太平洋熱帶和副熱帶流渦、黑潮等太平洋西邊界流的巨大經向熱量輸運對東亞氣候變化有重要影響，西北太平洋副熱帶高壓異常與我國大范圍持續性旱澇異常也密切相關等。同時，該區域的海氣相互作用異常更是直接影響著ENSO和西北太平洋臺風活動的變異。又如，在東亞—印度洋區域，印度洋海氣耦合模態與季風環流有關，云、輻射和海溫反饋過程異常激烈，使影響海溫變化的動力過程變得復雜。而處于青藏高原、印度洋、西太平洋暖池強烈的海陸熱力對比背景下的海氣相互作用過程，更是直接影響著亞洲夏季風的爆發及其各種時間尺度的異常變化。另外，以東印度洋—西太平洋暖池區、赤道海洋斜溫層、Walker環流、Hadley環流等為背景，海氣相互作用、?！憽獨庀嗷プ饔冒袳NSO與亞澳季風系統的對流層準兩年振蕩（TBO）活動中心緊密地聯系在一起，調節著亞洲季風區的能量和水汽輸送；印度洋—西太平洋（印太）區域海氣耦合系統的年際、年代際振蕩直接影響著季風和我國旱澇的異常（吳國雄和李建平，2005；李建平等，2011a，2011b）。

綜上所述，亞洲區域的?！憽獨庀嗷プ饔眠^程更為復雜和重要，對全球變化及我國氣候異常有重要作用，是國際和國內關注的前沿科學問題之一，因此，研究亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔眉捌鋵θ蜃兓淖饔?，具有重要的科學意義。同時，對該問題的研究也符合國家防災減災、保證國民經濟可持續發展的需求。我國氣候從年際到年代際時間尺度的異常，與?！憽獨庀嗷プ饔眠^程密切關聯，對其演變規律的把握，可直接為我國年際尺度氣候預測水平的提高提供科學依據。

我國已立項的大型研究計劃“中國西部環境和生態科學研究計劃”（丁仲禮等，2010；冷疏影等，2011）、“全球變化及其區域響應”、國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目“北方干旱化與人類適應”（符淙斌等，2006）、“全球變暖背景下東亞能量和水分循環變異及其對我國極端氣候的影響”等，從陸氣相互作用的角度去揭示氣候變化規律。而國家973計劃項目“亞印太交匯區海氣相互作用及其對我國短期氣候的影響”（李建平等，2011a,2011b）、“北太平洋副熱帶環流變異及其對我國近海動力環境的影響”（吳立新等，2007）等，主要關注海氣相互作用過程的影響。2010年立項的全球變 化研究國家重大研究計劃項目“亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔脵C理及其在全球變化中的作用”，將?！憽獨馊酉嗷プ饔米鳛橐粋€整體，并以亞洲區域的印太暖池和青藏高原為主體，擬系統揭示亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔眠^程和機理，其年代際變化的規律，以及其對全球尺度的氣溫和旱澇異常影響的過程和機理，對東亞季風和旱澇異常的影響過程，從而達到完善亞洲?！憽獨庀嗷プ饔糜绊懳覈鴼夂虍惓５睦碚摽蚣芎蜄|亞季風年際預測理論和方法。本文總結了項目執行兩年來研究的部分成果。

2 項目的關鍵科學問題及研究目標

2.1 關鍵科學問題及研究內容

項目下設“亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔眠^程與機理”、“亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔脤θ蜃兓挠绊懠捌淇深A報性”、“亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔脤|亞季風的調控機理”、以及“亞洲區域?！憽獨怦詈舷到y模擬及預測理論”等四個研究課題，擬解決的關鍵科學問題包括：

（1）規律與機理：以印太暖池和青藏高原為主體的亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔玫臅r空特征、年代際變化規律及機理；

（2）全球尺度影響：上述?！憽獨庀嗷プ饔糜绊懭蜃兓ê禎?、氣溫異常）的關鍵過程和關鍵因子；

（3）區域影響：上述?！憽獨庀嗷プ饔玫哪甏H變化影響東亞季風異常的機制；

（4）可預報性：理解模式模擬的不確定性，認識上述海—陸—氣相互作用年代際變化對全球變化影響的可預報性。

圍繞上述關鍵科學問題，擬開展的主要研究內容包括：

（1）亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔眠^程與機理：重點研究以印太暖池和青藏高原為主體的?！憽獨庀嗷プ饔玫哪甏H時空特征，闡明其年代際變化規律與機理。

（2）亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔脤θ蜃兓挠绊懠捌淇深A報性：研究印太暖池海氣相互作用和海陸調控背景下青藏高原大尺度陸氣相互作用的年代際變化對全球尺度的旱澇和氣溫異常的影響，揭示其中的?！憽獨膺^程和機理，探討全球氣候變化中亞洲區域海—陸—氣相互作用影響的可預報性。

（3）亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔脤|亞季風的調控機理：研究亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔玫哪甏H變化對東亞氣候的調控機理，東亞季風對全球氣候變化的響應，完善上述影響過程的理論框架。

（4）亞洲區域?！憽獨怦詈舷到y模擬及預測理論：研究亞洲區域海—陸—氣耦合過程影響全球變化的數值模擬，理解現有模式對未來年代際氣候變化預測的不確定性，探討海洋浪—潮—流耦合過程對亞洲季風模擬的影響，提出年代際背景下相應的東亞季風年際異常預測的理論和方法。

（5）相關區域的海氣過程補充觀測和資料同化：通過在亞洲季風區海氣相互作用的相關區域進行斷面、潛標等補充觀測，拓展參與單位現有的觀測布局，獲取該區域關鍵斷面上的上層海洋溫鹽、流場以及海表通量資料，并結合歷史資料，進行資料同化研究，構建亞洲區域高分辨率的長時間序列的海洋再分析資料，為上述研究內容提供必要的資料基礎。

2.2 總體科學目標

系統揭示以印太暖池和青藏高原為主體的亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔玫臅r空特征、年代際變化規律及其機理，闡明上述海—陸—氣相互作用的年代際異常對全球尺度的氣溫和旱澇異常影響的過程和機理，完善其影響東亞季風、旱澇的理論框架，從海—陸—氣相互作用的角度解釋現有模式對氣候變化模擬的不確定性，揭示亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔脤θ蜃兓皷|亞季風影響的可預報性，提出年代際背景下相應的東亞季風年際預測理論和方法。

項目的整體研究框架如圖1所示。

3 主要科研進展

3.1 闡明了亞洲區域海—陸—氣過程是全球熱帶

大氣環流年代際變化的主要驅動力

（1）揭示了 Hadley環流存在年代際變化主模態，印太暖池海溫年代際非均勻增暖是該模態的重要驅動力，同時也是全球尺度副熱帶干旱的重要調控器；ENSO是Hadley環流年際變化的重要驅動因子。

Hadley環流是大氣環流系統中最重要的成員之一，對全球和區域氣候有重要影響。然而，對于Hadley環流變化的驅動因子目前認識還不統一，有的研究認為是由熱帶中東太平洋海溫所驅動，有的研究認為是熱帶印度洋海溫所驅動（Diaz and Bradley，2004），因此，關于Hadley環流年代際變化的驅動因子是什么？Hadley環流年代際變化的全球影響如何？等問題還需要從新的角度來研究。新近研究發現，冬夏Hadley環流變率存在兩個主導模態：關于赤道的非對稱模態和對稱模態，其中Hadley環流變率的非對稱模態表現為年代際尺度變化，與印太暖池海溫變化密切相關；Hadley環流變率的對稱模態主要表現為年際尺度變化，與ENSO的變化密不可分（馬杰和李建平，2007；Ma and Li，2008；Feng et al., 2011a；馮然等，2011；Feng et al., 2012; Li and Feng, 2013; Feng and Li,2013）。Hadley環流的非對稱模態在冬季表現出年代際增強的趨勢，在夏季則是年代際減弱，且在1970年代發生了顯著的年代際轉型（Feng et al.,2011a）。進一步研究發現Hadley環流的這種年代際變化主要是印太暖池海溫年代際非均勻增暖引起的大尺度經向海溫梯度年代際變化的結果（Li and Feng, 2013）。此外，不僅在冬夏，在其他季節，印太暖池海溫的年代際變化也是 Hadley環流非對稱模態年代際變化的主因（Feng et al., 2013）。

為了進一步揭示熱帶海溫對 Hadley環流變率的非對稱和準對稱模態及其相應時間尺度變化的影響，設計了相應的數值試驗。發現，印太暖池海溫的作用主要是造成 Hadley環流變率的關于赤道非對稱模態及其年代際變化，而熱帶中東太平洋海溫的作用主要是造成 Hadley環流的準對稱模態及其年際變化（Li and Feng, 2013）。

印太暖池海溫對熱帶—副熱帶氣候年代際變化的調控機理可歸納如下（圖2）：北半球冬季當印太暖池異常偏暖時，因最大的增暖中心位于南半球（5°S～10°S之間），非均勻增暖的海溫經向梯度使得在增暖中心附近形成異常輻合上升，異常下沉分別處于南、北半球20°～30°緯度范圍內，結果使冬季Hadley環流主體加強（圖2a）；在北半球夏季時，由于印太暖池的增暖結構與冬季類似，由于經向海溫梯度的作用，異常經圈環流的下沉支分別位于30°S與20°N附近，位于北半球的異常下沉支抵消了Hadley環流位于20°N附近上升支的強度，結果使夏季Hadley環流主體減弱（圖2b）。由于近幾十年，印太暖池表現出顯著的增暖趨勢，顯著改變了Hadley環流的結構，結果在南、北半球的副熱帶地區異常下沉加強，降水均表現出顯著的減少趨勢（圖2c，d）。這表明，印太暖池可以通過影響全球熱帶大氣環流，對全球副熱帶地區的降水異常產生重要影響（Li and Feng, 2013; Feng et al., 2013）。

圖1 ?！憽獨?73項目的整體研究框架Fig.1 The research frame of the “973” project of air–land–sea (ALS) interaction

圖2 印太暖池海溫非均勻增暖引起南北海溫梯度，影響Hadley環流以及全球副熱帶降水機制示意圖。印太暖池海溫非均勻增暖對應的（a）冬季、（b）夏季Hadley環流的異常分布示意圖（藍色箭頭表示氣候Hadley環流，紅色箭頭表示印太暖池海溫非均勻增暖所激發的異常經向環流分布，橘黃色表示印太暖池20°S～20°N之間海溫非均勻增暖，紫色太陽表示相應地區易出現干旱）。（c）北半球副熱帶（15°N～25°N）、（d）南半球副熱帶（25°S～15°S）夏季降水序列（圖中的紅色直線為線性趨勢，單位：mm/d）。（圖（a）和（b）引自Li and Feng, 2013）Fig.2 Schematic diagram showing the meridional circulation anomalies ((a) and (b)) associated with the meridional gradient of the inhomogeneous warming of SST over the Indo-Pacific warm pool (IPWP) and associated global subtropical rainfall ((c) and (d)).(a) Boreal winter (DJF); (b) boreal summer (JJA).Blue arrows represent the climatological mean Hadley cell, and red arrows indicate the anomalous meridional circulation associated with the variations of SST over the IPWP.The orange shape between 20°S and 20°N indicates the inhomogeneous warming within the IPWP, and the magenta suns indicate more frequent drought over these regions.Time series of the zonal mean JJA rainfall averaged over (c) 15°N–25°N, (d) 25°S–15°S.((a) and (b) from Li and Feng, 2013)

（2）熱帶東太平洋海表溫度變化的冷舌模態、其長期增強與ENSO型態變異及其不同影響

利用不同的海表溫度資料和耦合模式 (CMIP3)模擬的結果分析表明，在熱帶太平洋海溫變化中存在太平洋冷舌模態，它是熱帶太平洋海表溫度變化的第二模態，表現為太平洋冷舌區的海表溫度異常與熱帶太平洋其他地區海表溫度異常的變率之間的反位相關系。當冷舌模態為正位相時，太平洋冷舌區為冷海溫異常，熱帶及副熱帶太平洋的其他地區為暖海溫異常（Zhang et al., 2010）。研究表明，冷舌模態的長期變率表現為顯著的增強，即熱帶太平洋冷舌表現為長期變冷。冷舌變冷信號同時也反映在大氣場和次表層海溫場上，是一個海氣耦合模態，是熱帶東太平洋上翻流—熱帶太平洋大尺度東西海表溫度梯度—低層經向風之間正反饋過程的結果（圖3）。分析IPCC第4次評估報告（AR4）中耦合模式模擬的結果表明，該冷舌變冷模態與全球變暖關系密切，很可能是由全球增暖所導致的，這一結論與在全球增暖背景下考慮海洋動力過程的理論相一致（Zhang et al., 2010）。同時，冷舌模態長期增強與赤道海表溫度的東西梯度的增強關系密切，對ENSO的型態格局產生重大影響，是最近幾十年里頻繁出現的暖池型（WP）El Ni?o（或稱中部型 El Ni?o，El Ni?o Modoki事件，或日際線型El Ni?o等）的重要原因之一。因此，在全球變暖背景下，赤道中東太平洋海溫型既不是 El Ni?o-like型，也不是La Ni?a-like型，而是WP型El Ni?o。這個結果進一步被一個簡單海氣模式在不同信風、溫躍層的氣候背景下的試驗所證實。在無全球變暖背景下，冷舌模態表現為年際尺度的變化。

兩類El Ni?o海溫型對我國降水影響顯著不同。經典型El Ni?o又稱為東部型El Ni?o或者冷舌型（CT）El Ni?o。在夏、冬季節，兩類ENSO相關的全球遙相關型不一致（Weng et al., 2007, 2009;Feng et al., 2010; Feng et al., 2011b），從而有不同的氣候影響。兩類ENSO對應的華南春雨有完全相反異常型（Feng and Li, 2011），經典的或稱東部型El Ni?o對應華南春季多雨，而WP型El Ni?o對應華南春季少雨，這是由于大氣Rossby波對這兩類El Ni?o事件截然不同響應的結果。兩類ENSO對華南秋季降水也有完全相反的影響（Zhang et al., 2011），觀測和數值試驗研究指出ENSO緯向位置的變異是1990年代華南發生年代際變干的主要原因之一，這一類似現象也出現在美國西南部（Zhang et al.,2012）。圖4給出了兩類ENSO事件影響我國華南地區降水的物理概念模型。兩類ENSO事件對夏季我國長江流域及華南降水有反對稱的影響(Muhammad et al., 2013)。在春季，WP 型 El Ni?o海表溫度呈現赤道不對稱的特點，其對Hadley環流的不對稱模態的年際變化有影響（Feng and Li,2013）。對于平流層，兩類El Ni?o的影響也顯著不同，典型（或稱東部型EP）El Ni?o事件會使北半球極渦減弱和變暖，使南半球極渦增強和變冷；而WP型El Ni?o事件使北半球極渦增強和變冷，使南半球極渦減弱和變暖（Xie et al., 2012）。此外，為了很好的描述WP型和CT型El Ni?o的變化，Ren and Jin（2011）還發展了一套新的指數，這套新指數已被美國國家海洋大氣局采納，用于熱帶太平洋兩類ENSO信號的實時監測業務。

圖3 基于冷舌模態指數（熱帶太平洋SST變率第2模態時間系數）回歸的（a）表面風、（b）垂直速度（單位：10–2 Pa/s）、（c）海平面氣壓（單位：hPa）和（d）次表層溫度（單位：°C）的異常分布。（a）中的矢量達到95%置信度水平，其他圖中的陰影為達到95%置信水平區域。（引自Zhang et al., 2010）Fig.3 Anomalies of (a) surface wind (m/s), (b) pressure velocity (mean from 5°S to 5°N; 10–2 Pa/s), (c) Sea Level Pressure (SLP) (hPa), and (d) subsurface temperature (mean from 5°S to 5°N; °C) regressed upon the cold tongue mode (CTM) index which is the normalized PC2 time series of the HadISST SSTA in 1948–2007.Shading indicates the correlation coefficients exceeding 95% confidence level.Only vectors in (a) that are statistically significant at the 95%confidence level are shown.(Zhang et al., 2010)

（3）熱帶印度洋海盆的年代際增暖與ENSO事件持續時間的年代際變化密切關聯

印度洋海盆尺度海溫的年際變化滯后于 ENSO 1～2個季節，最大變率在春季；多年以來，印度洋海溫有顯著的長期增暖趨勢。然而，印度洋海溫增暖還具有顯著的年代際變化特征，其中1940年代至2000年代的年代際增暖最為顯著，且最大增暖出現在夏季月份；造成這種夏季最大增暖的原因是，1970年代前后ENSO事件的持續時間發生了顯著的年代際變化，亦即ENSO暖事件的持續時間發生了顯著的年代際延長，導致ENSO在印度洋的增暖效應從春季持續到了夏季，從而對印度洋海盆海溫的年代際增暖有貢獻（圖5）。統計表明，ENSO事件對此年代際增暖的貢獻幅度可達實際增暖強度的約 1/4（Li et al., 2012）。

（4）ENSO及熱帶火山爆發影響平流層環流的年際—年代際異常

作為大氣—海洋系統中最強的年際變化信號，ENSO不僅影響對流層環流的異常，也會影響平流層水汽的異常。具體地，ENSO對北半球熱帶外環流的顯著影響表現為 3～5年時間尺度上的滯后影響，亦即，熱帶外環流對ENSO的最強響應并非出現在ENSO峰值的當年冬季而是出現在下一年的冬季，ENSO可激發平流層質量環流的年際尺度異常（Ren et al., 2012；任榮彩，2012; 任榮彩和向純怡，2010；Ren, 2012）。El Ni?o事件可增加熱帶平流層低層的水汽卻使平流層中層的水汽減少，La Ni?a活動會使赤道附近的平流層低層變得更干燥，但會使熱帶平流層內的水汽增加（Xie et al., 2011）。由于熱帶準兩年振蕩的影響，經典型ENSO與WP型ENSO對平流層環流的影響趨于相反（Xie et al.,2012）。

圖4 兩類ENSO事件影響我國華南過渡季節降水的物理概念示意圖。（a）El Ni?o Modoki；（b）經典El Ni?o。紅色陰影表示暖海溫，藍色陰影表示冷海溫。WPSH為西太平洋副熱帶高壓，虛線代表氣候平均環流，實線表示異常的環流，箭頭表示風向.“C” 和 “AC” 分別表示氣旋和反氣旋異常。（引自Feng and Li, 2011）Fig.4 Schematic diagrams showing the circulation anomalies and rainfall over South China in transition seasons (spring and autumn) associated with (a) El Ni?o Modoki and (b) El Ni?o.Red/blue shaded areas indicate positive/negative SSTA.WPSH: western Pacific subtropical high.Dashed lines represent the climatological mean circulation.Solid lines indicate anomalous circulation, and heavy arrows represent anomalous wind directions.“C” and “AC” indicate cyclonic and anticyclonic circulation anomalies, respectively.(From Feng and Li, 2011)

圖5 冬季（NDJ）Ni?o3指數與隨后逐月（a）Ni?o3指數和（d）印度洋海盆海溫指數的21年滑動相關；ENSO暖事件（b，e）和ENSO冷事件（c，f）的Ni?o3指數滯后自相關（b，c）和其與印度洋海盆海溫指數的滯后交叉相關（e，f）。圖a和d中豎線標出了年代際轉折的年份；圖b，c，e和f中的空心和實心廓線分別代表1970年代前和1970年代后的滯后相關分布，虛線標出了95%信度的統計顯著水平。（引自Li et al，2012）Fig.5 Twenty-one-year running lagged auto-correlation between the Ni?o3 in winter (NDJ) and that in each month of the following year as a function of year and calendar month (a), the lagged auto-correlation as a function of calendar month for El Ni?o years (NDJ Ni?o3 positive) (b) and for La Ni?a years (NDJ Ni?o3 negative) (c) respectively during 1946-1976 (circled) and during 1977-2002 (dotted).The areas between the circled and dotted curves in (b-c) are shaded.(d-f) is similar as (a-c) but for the running lagged cross-correlation between Ni?o3 in winter (NDJ) and the Indian Ocean Basin index (IOBI) in each month of the following year.Dotted areas mark the 95% confidence level for the correlation in (a) and (d) and the vertical line marks the significant change year.Thinner/thicker dashed lines in (b-c) and (e-f) mark the 95% confidence levels of the respective correlation in 1946-1976/1977-2002.(From Li et al，2012)

火山效應是影響平流層環流年際及年代際變化的另一因子。研究發現，20世紀90年代平流層溫度的年代際變冷，與1991年6月爆發的皮納圖博強火山的持續輻射效應密切相關，強火山爆發可能導致平流層溫度的年代際變化（肖棟和李建平，2011），其中影響的過程示意見圖6。

（5）西北太平洋臺風活動的年代際變化機理

圖6 皮納圖博火山爆發影響20世紀90年代平流層年代際變冷的機制示意圖。虛線表示可能存在的臭氧耗損機制。（引自肖棟和李建平，2011）Fig.6 Schematic chart showing the possible mechanism of stratospheric decadal cooling in the early 1990s associated with the Pinatubo Eruption in 1991.The dashed lines indicate the possible existence of chemical processes.(From Xiao and Li, 2011)

西太平洋暖池熱狀態對西北太平洋臺風的移動路徑有重要影響（黃榮輝和王磊，2010；Huang and Huang，2011）。研究發現，當西太平洋暖池海表溫度偏暖時，西北太平洋臺風的移動路徑易偏西、偏北，影響我國的臺風個數偏多；相反，當西太平洋暖池海表溫度偏冷時，西北太平洋臺風的移動路徑則易偏東、偏南，易在130°E以東的地區轉向，進而多影響日本，影響我國的臺風明顯偏少（黃榮輝和王磊，2010）。這種情況與東亞—太平洋（EAP）型或太平洋北美型（PJ）遙相關、西太地區季風槽的位置以及西北太平洋副熱帶高壓的位置不同有密切的關系。在全球變暖的背景下，耦合模式比較計劃（CIMP3）的模擬預估結果顯示EAP遙相關型的強度有減弱的趨勢，這預示著 21世紀登陸我國的臺風路徑可能有呈現偏南的趨勢（黃榮輝和王磊，2010）。

（6）春季北大西洋濤動（NAO）的調節作用造成ENSO與東亞夏季風聯系年代際增強的機理

研究表明，自 1970年代末以來，東亞夏季風與ENSO之間的聯系表現出年代際增強（Li et al.，2010; Ding et al., 2010a），而春季NAO可能對這種聯系的年代際增強起著重要調制作用（Wu et al.,2009a，2012e）。春季NAO指數與東亞夏季風指數呈現顯著負相關關系，即當春季NAO偏強（偏弱）時，東亞夏季風偏弱（偏強），長江中下游地區夏季降水偏多（偏少）。春季NAO常?？杉ぐl出北大西洋三極子型海表溫度異常模態，該三極子模態能從春季持續到夏季。觀測與數值模擬表明，夏季北大西洋三極子海溫異常能進一步激發南、北兩支大氣遙相關型，即在北邊中高緯地區為大西洋—歐亞遙相關型（AEA）、在南邊位于歐亞大陸南部熱帶地區的 Gill-Matsuno型的響應（Wu et al., 2009a,2012e）。前者調制著位于烏拉爾山和鄂霍次克海地區的阻塞高壓，后者增強了西太平洋副熱帶高壓與ENSO的聯系。在兩者共同作用下，梅雨鋒增強或減弱，東亞夏季風減弱或增強，長江領域梅雨呈現增強或者減弱的趨勢。圖7給出了春季NAO調節ENSO與東亞夏季風聯系年代際增強的物理過程示意圖。這些結果說明春季NAO信號有助于提高東亞夏季旱澇的季節預測能力。

另外，進一步的分析還表明 AEA遙相關型是連接北大西洋與東亞氣候的關鍵紐帶之一，可以為東亞氣候預測提供前期信號，需要在實踐中引起重視。

（7）水平非均勻基流中行星波的傳播理論

提出了水平非均勻基流中定常和非定常波動的傳播理論（李艷杰和李建平，2012），克服了已有行星波傳播理論多以緯向對稱基流為主、無法解釋東西風帶之間相互作用的不足。結果表明經向基流可使定常波穿越東風帶，在南北兩半球間傳播，為東西風帶之間的相互作用、南北半球相互作用提供了理論解釋，是研究遙相關波列、大氣 Rossby波對熱源強迫適應的一個基本理論工具（徐寒列等，2012; Li et al., 2013）。利用新的行星波傳播理論，研究了在不同東亞夏季風背景下相關行星波的傳播特征，指出夏季存在北印度洋—西太平洋對流濤動（IPCO）（Li et al., 2013），這是鏈接西北太平洋與北印度洋氣候的重要紐帶，與之相聯系的是亞印太遙相關型（IAP）（李建平等，2011a）和東亞—太平洋遙相關型（EAP）（Huang and Li, 1987; 黃榮輝和李維京, 1988; Huang, 2004；黃榮輝等，2010）或太平洋—日本（PJ）遙相關型（Nitta, 1987），因此，IPCO與東亞夏季風變化存在緊密的聯系。

此外，探討了NAO影響其下游中高緯地區的新機制。與NAO相聯系的準定常波列有兩類，一類是經向傳播型，其可以激發出在亞非副熱帶急流中傳播的準定常波列，影響NAO下游的副熱帶地區；另一類則是緯向傳播型，其傳播路徑為歐亞大陸的中高緯地區，影響NAO下游的中高緯度地區（Song et al.，2011）。冬季NAO與中國西南地區降水存在不對稱關系，即當冬季NAO處于負位相時，中國西南地區冬季降水顯著減少。這種不對稱關系是由于冬季NAO對里海和中東—阿拉伯?！嗖馗咴捌湎掠蔚倪b相關波列（CAT遙相關型）的不對稱影響的結果（徐寒列等，2012）。

3.2 揭示了青藏高原熱力強迫的異常特征及其氣候效應

（1）青藏高原和局地海氣相互作用影響孟加拉灣（BOB）夏季風爆發的機理

亞洲夏季風爆發最早是在 BOB最南端赤道印度洋地區（Li and Zhang, 2009; Zhang and Li, 2008）?；诤！憽獨庀嗷プ饔玫挠^點，Wu et al.（2012a）研究了BOB夏季風爆發渦旋（BOBMOV）的觸發機制以及爆發渦旋發生、發展、消亡過程中的相關局地?！憽獨庀嗷プ饔梦锢磉^程，闡明了青藏高原—北印度洋和亞洲熱帶地區春季強烈的?！憽獨庀嗷プ饔檬羌ぐlBOBMOV發生及亞洲夏季風爆發的重要原因之一。在春季，青藏高原的強迫作用使印度地區對流層低層盛行干冷的偏北風，在表面感熱加熱的作用下，印度次大陸上空形成陸面氣旋。在赤道強西風和 BOB東部沿岸強西南風的協同作用下，BOB北部受反氣旋式環流控制，伴隨下沉氣流，南部受氣旋式環流控制，伴有上升氣流。水汽從南半球、阿拉伯海和BOB北部地區向BOB東南部的氣旋式環流區輻合。之后，在過渡季節，由于印度東岸盛行西南風，BOB西岸有離岸流，表面暖海水向東流動；同時，BOB東部地區在反氣旋環流控制下，表面風速較小，入射太陽輻射增加，感熱和潛熱損失較少，由此形成了海表溫度大于30.5°C的 “BOB暖池”。隨后，新生渦旋向位于其北部的 BOB暖池和海表感熱加熱區移動，促使副熱帶地區帶狀高壓的脊線在BOB東部地區斷裂，熱帶西南風與副熱帶西風兩者匯合，亞洲夏季風在BOB東部與中南半島西部之間的地區爆發。在BOBMOV生成后，表面風速開始加大，海水垂直混合作用明顯增加，在海表潛熱和感熱通量以及冷海水上翻的共同作用下，造成BOBMOV過境后海溫急劇下降，致使 BOBMOV逐漸減弱直至消亡(Wu et al., 2012a)。

Jiang and Li（2011）以BOB夏季風爆發為例研究了海表溫度年循環對夏季風爆發的影響，發現BOB海表溫度最暖軸存在突然季節北跳特征，在海表溫度最暖軸突然北跳的兩候之后，BOB夏季風開始爆發。在海表溫度最暖軸北跳之后，熱帶海表溫度的經向梯度產生了逆轉，并強迫出低層越赤道氣流，形成西南風，進而引起夏季風爆發。海表溫度最暖軸的突然北跳時間越早（晚），夏季風爆發越早（晚），這為預測夏季風爆發提供了有用的信號。

（2）青藏高原熱力異常影響亞洲季風形成和北半球環流異常的機理

基于數值模擬，從青藏高原動力和熱力作用兩個方面對青藏高原對亞洲季風形成及變化的影響做了較為系統的研究（Wu et al., 2012b, 2012c；Liu et al., 2012），指出亞洲夏季風最主要受到高原熱力作用的強迫，而大尺度地形機械動力強迫作用并不是根本原因。位于 20°N以南的南亞季風系統主要受海陸熱力差異控制，而其以北部分地區受到伊朗高原的熱力強迫，東亞季風和南亞季風的東部則主要受到青藏高原熱力作用的影響。青藏高原還可以導致對流層低層與高層環流以及熱帶與副熱帶季風環流的耦合增強（Wu et al., 2012b, 2012c；Liu et al., 2012）。此外，冬季高原上空非絕熱加熱的年際異常主要表現為高原西側至東南側潛熱加熱的異常，是大尺度環流異常與高原動力作用的結果（宇婧婧等，2011）。

（3）青藏高原積雪異?？烧{制ENSO與東亞夏季風的關系

青藏高原積雪異常對ENSO與東亞夏季風之間的關系發揮著顯著的調制作用。在青藏高原積雪異常偏多年，ENSO與東亞夏季風之間的聯系削弱；在積雪異常偏少年，ENSO與東亞夏季風聯系則加強。研究結果表明，青藏高原積雪異常減少，有助于減弱北太平洋上空的西風急流，從而有利于與ENSO相關聯的熱帶外大氣Rossby波從西傳播抵達東亞地區，進而增強ENSO與東亞夏季風的聯系；反之亦然（Wu et al., 2012f）。

除了調制 ENSO與東亞夏季風之間的聯系之外，青藏高原積雪的年代際變化還可能對華北夏季熱浪的發生存在一定的影響作用。數值試驗結果顯示，當青藏高原積雪異常減少時，會在蒙古—華北地區對流層中高層激發出一個高壓異常，與高壓異常相伴隨的下沉氣流，一方面使得大氣邊界層的氣溫升高，另一方面抑制了云的形成，從而使得更多的太陽輻射抵達地表，氣溫進一步升高。兩者的共同作用下，有助于華北夏季熱浪的發生頻率增加（Wu et al., 2012d）。

實際上，研究還表明，青藏高原大氣熱源在1990年前后呈現顯著的年代際突變特征，相應的大氣環流也發生了調整，從而對東亞降水的異常變化有重要影響（何金海等，2011）。

3.3 數值模型改進和季風預測方法研究初見成效，并成功應用于業務預測

（1）大氣環流模式對亞洲季風模擬性能顯著提高

利用中國科學院大氣物理研究所的 SAMIL大氣環流模式和 FGOALS2-s耦合模式開展了氣候模擬研究，形成了新版本的大氣環流模式和耦合模式。通過對 SAMIL積云對流參數化方案中組織化卷入、閉合假設、云水轉換率（適度降低，限制對流降水）和深對流發展高度等的改進，明顯提高了SAMIL模式大氣分量及其耦合模式FGOALS2-s對亞洲季風區環流的模擬能力（王軍等，2012；Bao et al., 2012）。同時，指出改進模式中的物理參數化方案將是SAMIL后續發展的首要任務（王軍等，2012；王曉聰等，2012）。改進后的模式，對南亞高壓和西太平洋副熱帶高壓主體的模擬、對東亞區域降水的模擬，均比改進前的版本更加接近觀測結果。另外，對參加CMIP5耦合模式比較計劃的FGOALS-s2評估的結果表明，其可以很好再現赤道東太平洋地區海表溫度的年循環特征、赤道西太平洋地區的半年循環特征和赤道東西太平洋地區過渡區域特征，技巧高于國際主流模式的模擬結果（Bao et al.,2012）。

（2）改進了海洋浪—潮—流耦合模型

目前海洋環流模式一般模擬的海表溫度過高、上混合層深度太淺，因此使海洋躍層模擬失真。本項目通過海洋浪—潮—流耦合過程的分析，改進了原來的無限水深波致混合方案，建立了有限水深波致混合系數的表達和數值估計，結果可使波致混合系數隨水深的衰減明顯變緩，在一定程度上改善了上述問題（楊永增等，2011）。

（3）提出了基于 NAO-ENSO的東亞夏季風預測模型，成功應用于汛期氣候預測業務

根據前述春季NAO調節ENSO與東亞夏季風聯系年代際增強的機理，可以利用春季NAO和前期ENSO信號對東亞夏季風強度指數（EASMI）及長江中游夏季降水指數 RIYR（見圖 8）建立基于NAO–ENSO的有物理基礎的經驗預測模型。根據1979～2006年的數據建立經驗預測模型如下：

其中，NAOI是春季4～5月的NAO指數（Li and Wang, 2003），ENSO（develop）代表ENSO發展階段的強度，用前期4～5月與2～3月的平均Nino3.4指數之差表示，ENSO (decay) 代表ENSO的衰退階段的強度，用前冬12～2月平均Nino3.4指數表示。由圖9可知，該預報模型的2007～2011年獨立預報效果是不錯的，對東亞夏季風和長江中游夏季降水有預測能力。根據該預測模型，利用春季4～5月的NAOI和前期 Nino3.4指數，預測2012年東亞夏季風指數為偏強，長江中游降水為偏少（圖9），這與實況相符，預測效果令人滿意。因此，實踐證明上述基于NAO–ENSO的預測模型為東亞夏季風實時季節預測提供了一個新的工具。該成果在國家氣候中心汛期業務預測中得到應用。

圖7 春季北大西洋濤動調節ENSO與東亞夏季風聯系年代際增強的物理過程示意圖。H代表高壓，L代表低壓；紅色和粉紅色陰影代表暖海溫，淺藍色陰影代表冷海溫，與北大西洋濤動對應在北大西洋存在海溫三極子模態。橘黃色和藍色陰影代表大西洋—歐亞遙相關型的幾個中心，帶箭頭的虛線代表遙相關路徑，“＋”和“－”分別表示正、負位勢高度異常Fig.7 Schematic diagram showing the physical processes related to the decadal strengthening relationship between East Asian summer monsoon (EASM) and ENSO modulated by spring North Atlantic Oscillation (NAO).H and L denote high and low pressure anomalies, respectively.Red and pink/cyan shaded areas indicate positive/negative SSTA.Orange/blue shaded areas indicated the centers of the Atlantic–Eurasian (AEA) teleconnection pattern.Dashed line with an arrow represents the track of the AEA pattern.“＋” and “－” indicate positive and negative geopotential height anomalies, respectively

圖8 東亞夏季風指數EASMI（Li and Zeng, 2002）與夏季降水的相關（左圖）；長江中游夏季降水指數RIYR（左圖中紅色方框區域內相關系數通過95%信度檢驗的站點的平均）與降水的相關（右圖）。陰影區為到達95%的置信度區域Fig.8 Correlations between the East Asian summer monsoon index (EASMI) (Li and Zeng, 2002) and summer (JJA) rainfall (left), and correlations between the summer rainfall index (RIYR) over the middle reaches of Yangtze River and summer rainfall (right).The RIYR is the averaged rainfall at stations in the red box of the left panel where correlations are significant above 95% confidence level.Shading indicates the correlation coefficients exceeding the 95%confidence level

（4）提出了尺度分離降尺度預測方法，成功應用于汛期氣候預測業務

一個物理現象通常存在多時間尺度的變化，制約不同尺度變化的物理因子也不同，比如季風和我國夏季降水存在顯著的年際和年代際變化，而且這兩個時間尺度各自的影響因子和影響機制也不相同，因此有必要通過時間尺度分離技術，將季節預測問題分解到不同時間尺度上，分別研究影響因子的前兆信號和作用機制，并建立不同時間尺度的預測模型，再合成以綜合考慮年際和年代際變化從而得出最終預測（圖10a），這就是時間尺度分離的降尺度預測方法（Guo et al.,2012）。

以華北汛期（7～8月）降水為例，其變化具有明顯的年際和年代際變化特征，研究表明其年際尺度變化與前期6月ENSO以及AEA遙相關型有關，其年代際變化因印太暖池作用，與前期6月西南印度洋海平面氣壓密切相關。在揭示了上述不同尺度因子影響華北汛期降水的物理過程的基礎上，建立了尺度分離的降尺度模型：

其中R為華北汛期降水，AD,RR分別為華北汛期降水的年際、年代際部分。華北汛期降水年際變率部分AR的降尺度預測模型為

圖9 基于NAO–ENSO的經驗預測模型對2012年東亞夏季風指數EASMI預測（a）及長江中游夏季（6～8月）降水指數RIYR預測（b）。序列均為標準化值。1979～2006年為模型擬合時段，2007～2009年為模型后報時段，2010～2012年為模型預測時段。2012年東亞夏季風預測為偏強，長江中游夏季降水偏少，這與實況相符Fig.9 (a)EASMI and (b) summer (JJA) RIYR in 2012 predicted by the NAO–ENSO based empirical model.The time series are normalized.1979–2006 is the period for the model fitting, 2007–2009 the hindcasts, 2010–2012 the predictions.The predicted EASM in 2012 is stronger than normal and the predicted RIYR in 2012 is less than normal, which are consistent with the observations

其中 SWID為 6月西南印度洋（25°S～10°N，30°～60°E）平均海平面氣壓的年代際分量。

獨立檢驗表明，尺度分離的降尺度模型明顯優于不分離尺度的模型，相關系數由原來的0.53提高到0.79。對2009～2011年華北汛期的預測結果（圖10 d）表明，2009年為降水正常，2010年降水偏多，2011年降水正常偏多，基本與實況相符。這表明該模型有一定的預報技巧。對2012年華北汛期的預測：（1）年際尺度分量：2012年 No 3A和AEAA（ AEAA指數在 2012年特別強，達 7.75，對該年華北汛期降水偏多貢獻很大）均高于各自標準差的一半，因此選擇模型（4）中的第3個方程，得出年際部分降水為正距平（圖10b）；（2）年代際部分偏多，從年代際分量來看（圖 10c），華北汛期降水近年來有年代際增加的趨勢?？傮w上，2012年華北汛期降水是偏多（圖10d）。這與觀測一致，為業務部門提供了參考。可以說，尺度分離降尺度預測理論和方法為提出以年代際變化為背景的東亞季風異常的年際預測理論和方法提供了思路。該成果在國家氣候中心汛期業務預測中得到應用。

圖10 尺度分離降尺度預測方法建模示意圖（a），華北汛期（7～8月）降水預測試驗：年際分量（b）、年代際分量（c）及總降水距平（d）。（b）和（c）中黑線為實測，綠線為預測；（d）中柱線為實測，紅線為預測；單位：mm。1950～1990年為模型擬合時段，1991～2008年為模型獨立檢驗時段，2009～2012年為模型預測時段。2012年華北汛期降水預測為偏多，與實況相符Fig.10 (a) Schematic diagram showing the timescale decomposition (TSD) statistical downscaling model.Rainfall series (mm) of rainy season (JA) over North China: (b) interannual component, (c) interdecadal component and (d) total rainfall anomalies.Black and green lines in (b) and (c) are observation and model result, respectively.Bars in (d) are observation and red line is the TSD model result.The period of 1950-1990 is the training period, 1991-2008 the hindcasts, and 2009-2012 the predictions.The predicted JA rainfall in 2012 over North China is above than normal, which is consistent with the observation

（5）基于南半球環狀模（SAM）的東亞氣候預測模型

我國南方地區位于秦嶺—淮河以南、青藏高原以東的廣大地區，東臨東海、南面南海，約占全國面積的25%，人口占全國的55%。南方地區對我國社會經濟的發展貢獻巨大，2011年的生產總值占全國GDP總量的約60%。同時，也是氣象災害頻繁且嚴重的地區，2011年南方造成的直接經濟損失占全國比重達70%。南方區域降水量的季節分布呈雙峰型，即峰值分別出現在春季和盛夏，分別稱為前汛期和后汛期，這兩個汛期的降水量占全年總降水量的70%以上，其中春季3～5月的降水量可占全年總降水量的35%以上，說明前汛期降水與后汛期降水同樣重要。而且，南方前汛期是我國每年雨季開始出現和雨帶北移的第一個階段，年際變率很大，因此，南方前汛期降水的研究對全國汛期的長期預報也有重要的意義。

作為南半球中高緯大氣環流變率的主要模態，SAM除了對南半球氣候有重要影響外，對中國氣候也有廣泛影響（Nan and Li，2003; 高輝等，2003；李建平，2005a, 2005b; 南素蘭和李建平, 2005a,2005b; 薛峰，2005；Wu et al., 2006; 吳志偉等，2006；Wu et al., 2009b; Nan et al.，2009）。前期發現春季SAM和東亞夏季風（Nan and Li，2003; 李建平，2005b）、秋季 SAM 和東亞冬季風存在顯著相關（Wu et al., 2009b），提出“海氣耦合橋”理論來揭示其中的物理機制（南素蘭和李建平，2005 a,2005b；Wu et al., 2009b），明確了SAM是東亞季風季節預測新的前期信號。就是說，可以用秋季SAM的信號預測東亞冬季風，利用春季SAM的信號預測長江以南的中下游地區的夏季降水。

在項目的支持下，做了進一步的工作。發現前冬SAM對春季南方降水有顯著影響，兩者之間表現出顯著的負相關關系（鄭菲和李建平，2013）。前冬SAM影響南方春季前汛期降水也是通過“海氣耦合橋”的方式實現的，由此，可以建立基于冬季 SAM 的春季南方前汛期降水預測模型。根據1950/51～1979/80年冬季的數據建立經驗預測模型如下：

其中SCR是（20°～30°N，110°～120°E）范圍內 11個臺站的春季（3～5月）平均降水量指數，SAMI前冬（12～2月）SAM指數。預測效果檢驗，在建立模型階段（1950/51～1979/80年共30年），降水實況和模型結果的符號一致率為57%，相關系數為0.35；在檢驗階段或者回報階段（1980/81～2010/11年共31年），符號一致率為74%，相關系數為0.53（圖11a）。這說明該模型對南方前汛期降水確有一定的預報技巧，并且比較穩定。模型對 2011年的預測結果是南方春季偏旱，這與實況也是相符的（圖 11）。值得一提的是，對南方前汛期降水連旱的情況，該模型也有一定預報能力（圖11a）。

（6）可預報性理論研究取得新進展

研究熱帶海溫的持續性障礙問題發現，熱帶北大西洋地區海溫存在冬季持續性障礙（WPB）的現象，其與ENSO在準兩年尺度上存在著一種動力關系，即強 El Ni?o事件之前一般伴隨著強 La Ni?a事件，作為對ENSO的遙響應，北熱帶大西洋地區海溫距平在冬季經歷了由負到正的明顯變化，最終導致了冬季持續性障礙的現象。西北太平洋海表溫度的持續性則存在夏季障礙特征，而海洋內部過程和大氣強迫作用可能是主要原因（Ding and Li,2011）。

發現西北太平洋中部地區海表溫度存在夏季持續性障礙（Zhao et al., 2012），這與ENSO的春季可預報性障礙不同，是與混合層、云—輻射反饋等局地海氣相互作用機制有關，而ENSO的遙強迫作用對這一現象的影響并不顯著。

將研究第二類可預報性的強迫奇異向量方法拓展到非線性領域，提出了非線性強迫奇異向量的新方法，并研究了計算非線性強迫奇異向量的伴隨算法（Peng et al., 2012）。提出了局地動力相似的概念，進一步發展完善了通過尋找局地動力相似（不但相似點初始誤差小，而且它們在短時間內的演化距離也要?。﹣砉烙嫹蔷€性局部 Lyapunov指數（NLLE）的方法（Li and Ding, 2011）。該方法可以利用實際觀測資料和再分析資料來定量研究大氣實際可預報性期限問題（Ding et al., 2010b, 2011），以及海溫的可預報性期限問題（Li and Ding, 2012）。對于海溫而言，熱帶中東太平洋、熱帶印度洋和熱帶大西洋均有超過 10個月的可預報性。此外，還研究了北半球海溫的冬季重現的時空特征（Zhao and Li，2010, 2012）。

3.4 順利實施了相關海域海洋觀測，成功優化了海洋資料同化方法

（1）順利實施了2010～2012年南海18°N斷面海洋綜合觀測

在前期海氣 973項目的基礎上（李建平等，2011a, 2011b），本項目繼續支持了南海北部18°N斷面的海洋大氣綜合觀測工作，為形成我國自主設計和實施的長期海洋—大氣觀測斷面打下基礎，對我國南海海洋和大氣研究積累長時間序列的現場觀測資料集有重要意義。同時，也有利于評估海洋和大氣數值模式的參數化方案、檢驗和驗證海洋和大氣數值預報模式及資料同化系統的性能，也對南海北部的國防建設意義重大。本項目順利實施了2010～2012年南海18°N斷面海洋綜合觀測，獲得了大量第一手資料，取得了初步的分析結果（葛黎麗等，2012）。目前南海18°N斷面觀測已經被納入CLIVAR國際氣候與海洋計劃框架。圖12為2011年8月南海北部海洋觀測開放航次站位的設置圖。

（2）成功完成黑潮源區潛標設計和布放

在海潮源區布放潛標，形成新的黑潮源區海洋觀測數據來揭示黑潮源區海域海流和溫鹽結構的年代際變化是本項目的重點觀測內容之一。通過收集、分析17.875°N 和18.125°N附近斷面2月和8月的溫鹽數據，最終確定布放位置為北緯18°4.9032′，東經 122°40.8178′。使潛標盡量貼近黑潮流核，完成潛標設計之后，2011年7月順利完成了布放工作，正在獲取相關觀測資料，為深入研究黑潮源區的基本情況打下良好的基礎。

（3）爪哇上升流區潛標觀測順利進行

延續了前期海氣973項目的觀測內容，開展了印尼爪哇上升流潛標觀測，通過 2011年度一個航次的爪哇沿岸上升流觀測，取得了大量現場實測的海流、溫度、鹽度、深度觀測剖面數據。對資料所反映的上升流演變特征進行了初步分析發現，觀測資料可以反映熱帶東印度洋對 MJO和赤道急流的響應過程，以及夏季季風強迫下爪哇沿岸上升流的建立過程。該資料也將用于后期海洋浪-潮-流耦合模擬的檢驗驗證。

（4）發展了新的海洋資料同化方法

基于新版的垂直混合坐標的 HYCOM 海洋模式，構建了所研究海域的海洋資料同化系統（閆長香和朱江，2011）。新版的HYCOM模式不僅改進了海洋垂直混合的物理過程，而且在淡水與風場驅動、空間分辨率、關鍵的印尼海域地形及MPI并行技術等方面也做了較大改善。數值試驗顯示，新版的HYCOM模式在溫躍層的模擬、印尼貫穿流輸送量等方面的性能明顯好于舊版本。同時，同化方案采用了計算比較經濟的集合最優插值方法和局地化技術，并基于分布不均勻的觀測采用了一種新的分塊技術，以模式格點數 192000為例，采用分塊技術可以提高 36倍的計算效率。新的海洋資料同化方法為項目下一步建立亞洲區域海洋資料同化數據集的奠定了基礎。

圖12 2011年8～9月南海北部海洋觀測開放航次站位的設置圖Fig.12 Observation stations of the northern South China Sea open cruise in August-September 2012

4 總結與展望

本文總結了全球變化研究國家重大研究計劃項目“亞洲區域海—陸—氣相互作用機理及其在全球變化中的作用”執行兩年多以來取得了階段性科研成果?？傮w而言，項目進展順利，完成了預定的研究目標，在印太暖池對全球熱帶氣候年代際變化的調控機理、季風預測方法和模式改進以及相關海氣補充觀測與資料同化方法等方面取得了較為突出的進展，主要包括：

（1）闡明了亞洲區域海—陸—氣過程是全球熱帶大氣環流年代際變化的主要驅動力，提出了熱帶東太平洋海溫變率的冷舌模態，揭示了ENSO型態變異及其影響東亞降水年際變化的機理。

揭示了Hadley環流存在年代際變化主模態，印太暖池海溫年代際非均勻增暖是該模態的重要驅動力，同時也是全球尺度副熱帶干旱年代際變化的重要調控器；ENSO是Hadley環流年際變化的重要驅動因子。發現熱帶東太平洋海表溫度變化的冷舌模態，它是一個海氣耦合模態，在全球變暖背景下其表現為長期增強，這種顯著增強對ENSO型態變異產生重要影響，是1980年代以來WP型或CP型El Ni?o或Modoki事件頻繁出現的重要原因之一。系統研究了兩類El Ni?o對中國氣候的不同影響及機理。

揭示了熱帶印度洋海盆的年代際增暖與ENSO事件持續時間的年代際變化存在密切關聯；揭示了ENSO事件影響平流層環流的年際—年代際異常的特征與機理；發現皮納圖博強火山爆發對 1990年代初平流層年代際變冷突變有重要貢獻，闡明了其中的影響機理；揭示了西北太平洋暖池對臺風活動的年代際變化影響機理；發現ENSO與東亞夏季風之間的關系存在年代際增強現象，春季NAO對調節ENSO與東亞夏季風之間的這種年代際增強有重要作用，闡明了其中調節機理，為建立基于NAO–ENSO的東亞夏季風預測經驗模型奠定了物理基礎。此外，還提出了水平非均勻基流中行星波傳播的理論。

（2）揭示了青藏高原熱力強迫的異常特征及其氣候效應。

闡明了青藏高原和局地海氣相互作用、海溫暖軸季節北跳影響BOB夏季風爆發的機理，BOB區域海溫暖軸北跳平均超前夏季風爆發2候，因此為預測亞洲夏季風爆發提供了有用的前期信號。系統揭示了青藏高原熱力異常影響亞洲季風形成和北半球環流異常的機理；發現青藏高原積雪異常對ENSO與東亞夏季風的關系有顯著的調制作用，前者偏多（偏少）年，ENSO與東亞夏季風之間的聯系削弱（加強）。青藏高原大氣熱源在1990年前后呈現顯著的年代際突變，對東亞降水的異常變化有重要影響。

（3）數值模型改進和季風預測方法研究初見成效，并成功應用于業務預測。

改進后的新版本大氣環流模式 SAMIL和耦合模式 FGOALS2-s對亞洲季風模擬性能顯著提高，后者對赤道太平洋海溫的季節特征模擬也顯著提高。通過建立有限水深波致混合方案，改進了海洋浪—潮—流耦合模型的模擬性能?？深A報性理論研究取得新進展

提出了一些有物理基礎的經驗預測模型，如尺度分離降尺度預測方法，成功應用于汛期氣候預測業務，這為提出以年代際變化為背景的東亞季風異常的年際預測理論和方法提供了新思路；提出了基于NAO–ENSO的東亞夏季風預測模型，也成功應用于汛期氣候預測業務；提出了基于SAM的東亞氣候預測模型。這些成果在國家氣候中心汛期業務預測中得到了應用，為業務部門提供了參考。

（4）在亞洲區域海氣補充觀測和海洋資料同化方面也取得突出進展。

項目順利實施了相關海域的海氣補充觀測，優化了海洋資料同化方法。成功實施了 2010～2012年南海 18°N斷面海洋綜合觀測，為形成國際上有重要影響的、我國自主實施的第一條南海斷面長期海氣觀測打下了基礎。成功完成黑潮源區潛標設計和布放，為形成新的黑潮源區海洋觀測數據做好準備。爪哇沿岸上升流區潛標觀測工作進展順利。發展了新的海洋資料同化方法，為建立亞洲區域海洋資料同化數據集的奠定了基礎。

項目還繼續推動和領導了“亞洲季風年”（AMY2007–2012）與“東亞氣候模擬”國際計劃，舉辦了多次相關國際會議和國際會議分會，提升了我國在該領域的國際地位。

在上述進展基礎上，項目未來還要進一步加強觀測、機理和模式研究，突出“亞洲區域海—陸—氣相互作用—全球尺度變化—東亞季風”的整體觀，進一步突出印太暖池和青藏高原為主體的?！憽獨馊呦嗷プ饔茫饕芯堪ǎ豪^續進行相關關鍵區域進行斷面、潛標等補充海氣觀測，獲取有關上層海洋溫鹽流及海表通量資料，并進行資料訂正，完善相關海氣數據集；在發展的新的海洋資料同化方法基礎上，結合項目的觀測資料和其他資料進行資料同化研究，生成亞洲區域高分辨率的長時間序列的海洋再分析資料，為相關研究奠定資料基礎；深化亞洲?！憽獨庀嗷プ饔玫倪^程及影響全球氣候異常的機理，特別是海—陸—氣相互作用所導致的亞洲季風減弱對全球氣候變暖速率年代際變化的貢獻；系統說明亞洲海—陸—氣相互作用過程影響東亞季風、旱澇的過程和機理，以及相關可預報性研究；進一步改進耦合模式系統，分析現有模式模擬氣候變化的不穩定性；在理論分析、資料診斷和數值模擬研究結果的基礎上，形成亞洲區域?！憽獨庀嗷プ饔糜绊懭蜃兓臀覈觌H—年代際氣候異常的理論框架，建立年代際背景下年際尺度東亞季風氣候異常的預測理論和方法。

（References）

Bao Qing, Lin Pengfei, Zhou Tianjun, et al.2012.The flexible global ocean-atmosphere-land system model version: FGOALS-s2 [J].Adv.Atm.Sci., in press.

Diaz H F, Bradley R S.2004.The Hadley Circulation: Past, Present, and Future [M].New York: Springer, 511pp.

Ding Ruiqiang, Ha K, Li Jianping.2010a.Interdecadal shift in the relationship between the East Asian summer monsoon and the tropical Indian Ocean [J].Climate Dyn.,34: 1059–1071.

Ding Ruiqiang, Li Jianping, Seo K.2010b.Predictability of the Madden-Julian oscillation estimated using observational data [J].Mon.Wea.Rev.,138: 1004–1013, doi:10.1175/2009MWR3082.1.

Ding Ruiqiang, Li Jianping, Seo K.2011.Estimate of the predictability of boreal summer and winter intraseasonal oscillations from observations [J].Mon.Wea.Rev.,139: 2421–2438, doi:10.1175/2011MWR3571.1.

Ding Ruiqiang, Li Jianping.2011.Winter persistence barrier of sea surface temperature in the northern tropical Atlantic associated with ENSO [J].J.Climate, 24: 2285–2299, doi:10.1175/2011JCLI3784.1.

丁仲禮.2010.中國西部環境演化集成研究 [M]// 孫鴻烈.中國西部環境和生態科學研究叢書.北京: 氣象出版社, 364pp.Ding Zhongli.2010.Integrated research on environmental evolution over western China[M]// Sun Honglie.A Series of Western China Environmental and Ecological Science Research.Beijing: China Meteorological Press,364pp.

Feng Juan, Wang Lin, Chen Wen, et al.2010.Different impacts of two types of Pacific Ocean warming on Southeast Asian rainfall during boreal winter [J].J.Geophys.Res., 115: D24122, doi:10.1029/2010JD014761.

Feng Juan, Li Jianping.2011.Influence of El Ni?o Modoki on spring rainfall over South China [J].J.Geophys.Res., 116: D13102, doi:10.1029/2010JD015160.

Feng Ran, Li Jianping, Wang Jincheng.2011a.Regime change of the boreal summer Hadley circulation and its connection with tropical SST [J].J.Climate, 24: 3867–3877, doi:10.1175/2011JCLI3959.1.

Feng Juan, Chen Wen, Tam C Y, et al.2011b.Different impacts of El Ni?o and El Ni?o Modoki on China rainfall in the decaying phases [J].Int.J.Climatol., 31: 2091–2101, doi:10.1002/joc.2217.

Feng Juan, Li Jianping, Xie Fei.2013.Long-term variation of the principal mode of boreal spring Hadley circulation linked to SST over the Indo-Pacific warm pool [J].J.Climate, 26, 532–544.

Feng Juan, Li Jianping.2013.Contrasting impacts of two types of ENSO on the boreal spring Hadley circulation [J].J.Clim., 26, in press.

馮然, 李建平, 王金成.2011.北半球夏季 Hadley環流的主導模態及其變率 [J].大氣科學, 35 (2): 201–206.Feng Ran, Li Jianping, Wang Jincheng.2011.The principle modes of variability of the boreal summer Hadley circulation and their variations [J].Chinese J.Atmos.Sci.(in Chinese), 35 (2): 201–206.

符淙斌, 延曉冬, 郭維棟.2006.北方干旱化與人類適應——以地球系統科學觀回答面向國家重大需求的全球變化的區域響應和適應問題[J].自然科學進展, 16 (10): 1216–1223.Fu Congbin, Yan Xiaodong,Guo Weidong.2006.Aridification in northern China and human adaptation—Answers for national important demands-oriented global change with earth system science view [J].Prog.Nat.Sci.(in Chinese),16 (10): 1216–1223.

符淙斌.2007.季風亞洲區域集成研究科學計劃 [M].北京: 氣象出版社, 67pp.Fu Congbin.2007.The Science Program of Monsoon Asia Integrated Regional Study [M].Beijing: China Meteorological Press,67pp.

高輝, 薛峰, 王會軍.2003.南極濤動年際變化對江淮梅雨的影響及預報意義 [J].科學通報, 48 (增刊): 87–92.Gao Hui, Xue Feng, Wang Huijun.2003.Influence of interannual variability of Antarctic Oscillation on Meiyu along the Yangtze and Huaihe River valley and its importance on prediction [J].Chinese Sci.Bull.(in Chinese), 2003, 48 (Suppl.):87–92.

葛黎麗, 程旭華, 齊義泉, 等.2012.南海 18°N 斷面上的體積和熱鹽輸送 [J].熱帶海洋學報, 31 (1): 10–17.Ge Lili, Cheng Xuhua, Qi Yiquan, et al.2012.Upper-layer geostrophic volume, heat and salt transports across 18°N in the South China Sea [J].Journal of Tropical Oceanography (in Chinese), 31 (1): 10–17.

Guo Yan, Li Jianping, Li Y.2012.A time-scale decomposition approach to statistically downscale summer rainfall over North China [J].J.Climate,25: 572–591.

何金海, 徐海明, 鐘珊珊, 等.2011.青藏高原大氣熱源特征及其影響和可能機制 [M].北京: 氣象出版社, 243pp.He Jinhai, Xu Haiming,Zhong Shanshan, et al.2011.Characteristics and Impacts of Atmospheric Heat Source on Tibet Plateau and Possible Mechanism [M].Beijing:China Meteorological Press, 243pp.

Huang Gang.2004.An index measuring the interannual variation of the East Asian summer monsoon—The EAP index [J].Adv.Atmos.Sci., 21 (1):41–52.

Huang Ping, Huang Ronghui.2011.Climatology and interannual variability of convectively coupled equatorial waves activity [J].J.Climate, 24:4451–4465, doi:10.1175/2011JCLI4021.1.

Huang Ronghui, Li Weijing.1987.Influence of heat source anomaly over the tropical western Pacific on the subtropical high over East Asia [C]//Proc.International Conference on the General Circulation of East Asia.Chengdu, China, 1987: 40–45.

黃榮輝, 李維京.1988.夏季熱帶西太平洋上空的熱源異常對東亞上空副熱帶高壓的影響及其物理機制 [J].大氣科學, 12 (特刊): 95–107.Huang Ronghui, Li Weijing.1988.Influence of the heat source anomaly over the tropical western Pacific on the subtropical high over East Asia and its physical mechanism [J].Chinese J.Atmos.Sci.(in Chinese), 12(Special I): 95–107.

黃榮輝, 王磊.2010.臺風在我國登陸地點的年際變化及其與夏季東亞/太平洋型遙相關的關系 [J].大氣科學, 34 (5): 853–864.Huang Ronghui, Wang Lei.2010.Interannual variation of the land falling locations of typhoons in China and its association with the summer East Asia/Pacific pattern teleconnection [J].Chinese J.Atmos.Sci.(in Chinese), 34 (5): 853–864.

黃榮輝, 陳文, 馬耀明, 等.2011.中國西北干旱區陸—氣相互作用及其對東亞氣候變化的影響 [M].北京: 氣象出版社, 356pp.Huang Ronghui, Chen Wen, Ma Yaoming, et al.2011.Land-Air Interactions over Northwest China Arid Region and Its Impacts on East Asia Climate Change [M].Beijing: China Meteorological Press, 356pp.

Jiang Xinwen, Li Jianping.2011.Influence of the annual cycle of sea surface temperature on the monsoon onset [J].J.Geophys.Res., 116,D10105: doi:10.1029/2010JD015236.

冷疏影, 李秀彬, 宋長青.2011.“中國西部環境和生態科學”重大研究計劃結題綜述 [J].中國科學基金, 19 (2): 71–76.Leng Shuying, Li Xiubin, Song Changqing.2011.Review of the achievements of major research plan on Environmental and Ecological Research in Western China supported by National Natural Science Foundation of China [J].Bulletin of Science Foundation in China (in Chinese), 19 (2): 71–76.

李崇銀, 黃榮輝, 丑紀范, 等.2009.我國重大高影響天氣氣候災害及對策研究 [M].北京: 氣象出版社, 187pp.Li Chongyin, Huang Ronghui, Chou Jifan, et al.2009.High-Impact Weather and Climate Disasters in China and Countermeasures Studies [M].Beijing: China Meteorological Press, 187pp.

Li Jianping, Zeng Qingcun.2002.A unified monsoon index [J].Geophys.Res.Lett.,29 (8): 1274, doi:10.1029/2001GL013874.

Li Jianping, Wang J X L.2003.A new North Atlantic Oscillation index and its variability [J].Adv.Atmos.Sci., 20 (5): 661–676.

李建平.2005a.北極濤動的物理意義及其與東亞大氣環流的關系 [C]//俞永強, 陳文, 等.?！獨庀嗷プ饔脤ξ覈鴼夂蜃兓挠绊?北京:氣象出版社, 169–176.Li Jianping.2005a.Physical nature of the Arctic Oscillation and its relationship with East Asian atmospheric circulation[C]// Yu Yongqiang, Chen Wen, et al, Eds.Air–Sea–Land Interactions in Asia Monsoon Region and Their Impacts on the Climate Variation in China (in Chinese).Beijing: China Meteorological Press, 169–176.

李建平.2005b.海氣耦合濤動與中國氣候變化 [C]// 秦大河.中國氣候與環境演變（上卷）.北京: 氣象出版社, 324–333.Li Jianping.2005b.Coupled air-sea oscillation and climate variations in China [C]// Qin Dahe.Climate and Environmental Evolution in China (First Volume) (in Chinese).Beijing: China Meteorological Press, 324–333.

Li Jianping, Zhang Li.2009.Wind onset and withdrawal of Asian summer monsoon and their simulated performance in AMIP models.Climate Dyn.,32 (7): 935–968, doi:10.1007/s00382–008-0465–8.

Li Jianping, Wu Zhiwei, Jiang Zhihong, et al.2010.Can global warming strengthen the East Asian summer monsoon? [J].J.Climate,23:6696–6705.

Li Jianping, Ding Ruiqiang.2011.Temporal-spatial distribution of atmospheric predictability limit by local dynamical analogues.Mon.Wea.Rev., 139: 3265–3283, doi:10.1175/MWR-D-10–05020.1.

李建平, 吳國雄, 胡敦欣, 等.2011a.亞印太交匯區海氣相互作用及其對我國短期氣候的影響（上卷）[M].北京: 氣象出版社, 1–516.Li Jianping, Wu Guoxiong, Hu Dunxin, et al.2011a.Ocean–Atmosphere Interaction over the Jointing Area of Asia and Indian–Pacific Ocean(AIPO) and Its Impact on the Short-Term Climate Variation in China(Volume I) (in Chinese) [M].Beijing: China Meteorological Press, 1–516.

李建平, 吳國雄, 胡敦欣, 等.2011b.亞印太交匯區海氣相互作用及其對我國短期氣候的影響（下卷）[M].北京: 氣象出版社, 517–1081.Li Jianping, Wu Guoxiong, Hu Dunxin, et al.2011b.Ocean–Atmosphere Interaction over the Jointing Area of Asia and Indian–Pacific Ocean(AIPO) and Its Impact on the Short-Term Climate Variation in China(Volume II) (in Chinese) [M].Beijing: China Meteorological Press,1–516.

Li Jianping, Ding Ruiqiang.2012.Temporal-spatial distribution of the predictability limit of monthly sea surface temperature in the global oceans [J].Int.J.Climatol., in press, doi:10.1002/joc.3562.

Li Jianping, Feng Juan.2013.Tropical large-scale atmosphere-ocean interaction in association with subtropical aridity trend [M]// On Aridity Trend in Northern China, Fu Chongbin, Eds., World Scientific.In press.

Li Qian, Ren Rongcai, Cai M, et al.2012.Attribution of the summer warming since 1970s in Indian Ocean Basin to the inter-decadal change in the seasonal timing of El Ni?o decay phase [J].Geophys.Res.Lett., 39:L12702, doi:10.1029/2012GL052150.

李艷杰, 李建平.2012.水平非均勻基流中行星波的傳播 [J].地球物理學報, 55 (2): 361–371.Li Yanjie, Li Jianping.2012.Propagation of planetary waves in the horizontal non-uniform basic flow [J].Chinese J.Geophys.(in Chinese),55 (2): 361–371.

Li Yanjie, Li Jianping, Feng Juan.2013.Boreal summer convection oscillation over the Indo-western Pacific and its relationship with the East Asian summer monsoon [J].Atmospheric Science Letters, in press.

Liu Yimin, Wu Guoxiong, Hong Jieli, et al.2012.Revisiting Asian monsoon formation and change associated with Tibetan Plateau forcing: II.Change.Climate Dyn., 39 (5): 1169-1181, doi:10.1007/s00382–012-1335-y.

馬杰, 李建平.2007.冬季北半球Hadley環流圈的增強及其與ENSO關系 [J].自然科學進展, 17 (11): 1524–1531.Ma Jie, Li Jianping.2007.Strengthening of the boreal winter Hadley circulation and its connection with ENSO [J].Prog.Nat.Sci.(in Chinese), 17 (11): 1327–1333.

Ma Jie, Li Jianping.2008.The principal modes of variability of the boreal winter Hadley cell [J].Geophys.Res.Lett., 35: L01808, doi:10.1029/2007GL031883.

Matsumoto J, Wang B, Li Jianping, et al.2010.The Implementation Plan for Asian Monsoon Years (AMY 2007–2012) [M].Beijing: China Meteorological Press, 38pp.

Muhammad A, Li Jianping, Jin F F.2013.The asymmetric influence of the two types of El Ni?o and La Ni?a on summer rainfall over Southeast China [J].J.Climate., submitted.

Nan Sulan, Li Jianping.2003.The relationship between the summer precipitation in the Yangtze River valley and the boreal spring Southern Hemisphere Annular Mode [J].Geophys.Res.Lett.,30 (24): 2266,doi:10.1029/2003GL018381.

南素蘭, 李建平.2005a.春季南半球環狀模與長江流域夏季降水的關系I.基本事實 [J].氣象學報, 63 (6): 837–846.Nan Sulan, Li Jianping.2005a.The relationship between the summer precipitation in the Yangtze River valley and the boreal spring Southern Hemisphere annular mode.I.Basic facts [J].Acta Meteor.Sinica (in Chinese), 63 (6): 837–846.

南素蘭, 李建平.2005b.春季南半球環狀模與長江流域夏季降水的關系II.印度洋、南海海溫的“海洋橋”作用 [J].氣象學報, 63 (6):847–856.Nan Sulan, Li Jianping.2005b.The relationship between the summer precipitation in the Yangtze River valley and the boreal spring Southern Hemisphere annular mode.II.The role of the Indian Ocean and South China Sea as an “oceanic bridge” [J].Acta Meteorologica Sinica(in Chinese), 63 (6): 847–856.

Nan Sulan, Li Jianping, Yuan X, et al.2009.Boreal spring Southern Hemisphere Annular Mode, Indian Ocean sea surface temperature, and East Asian summer monsoon [J].J.Geophys.Res.,114: D02103,doi:10.1029/2008JD010045.

Nitta T.1987.Convective activities in the tropical western Pacific and their impact on the Northern Hemisphere circulation [J].J.Meteor.Soc.Japan,64: 373–390.

Peng Yuehua, Duan Wansuo, Xiang Jie.2012.Effect of stochastic MJO forcing on ENSO predictability [J].Adv.Atmos.Sci., 28 (6): 1279–1290.

任榮彩, 向純怡.2010.平流層極渦振蕩與 ENSO熱帶海溫異常的時空聯系 [J].氣象學報, 68 (3): 285–295.Ren Rongcai, Xiang Chunyi.2009.Temporal and spatial connections of the stratospheric polar vortex oscillation to the ENSO tropical SST anomalies [J].Acta Meteor.Sinica(in Chinese), 68 (3): 285–295.

Ren Hongli, Jin F F.2011.Ni?o indices for two types of ENSO [J].Geophys.Res.Lett., 38: L04704, doi:10.1029/2010GL046031.

任榮彩.2012.過去60年中3–5年時間尺度的強ENSO過程與平流層環流異常的滯后耦合及其機理 [J].氣象學報, 70 (3): 521–535.Ren Rongcai.2012.Study of the lag-coupling between the 3–5 year timescale ENSO events and the stratospheric circulation in past 60 years and its mechanism [J].Acta Meteor.Sinica (in Chinese), 70 (3): 521–535.

Ren Rongcai.2012.Seasonality of the lagged relationship between ENSO and the Northern Hemispheric polar vortex variability [J].Atmospheric and Oceanic Science Letters, 5 (2): 113–118.

Ren Rongcai, Cai M, Xiang Chunying, et al.2012.Observational evidence of the delayed response of stratospheric polar vortex variability to ENSO SST anomalies [J].Climate Dyn., 38 (7–8): 1345–1358, doi:10.1007/s00382–011-1137–7.

Song Jie, Li Chongyin, Pan Jing.2011.Climatology of anticyclonic and cyclonic Rossby wave breaking on the dynamical tropopause in the Southern Hemisphere [J].J.Climate, 24: 1239–1251

Wang B, Matsumoto J, Wu Guoxiong, et al.2010.The Science Plan for Asian Monsoon Years (AMY 2007–2012) [M].Beijing: China Meteorological Press, 67pp.

王軍, 包慶, 劉屹岷, 等.2012.大氣環流模式 SAMIL模擬的夏季全球加熱場和東亞夏季風 [J].大氣科學, 36 (1): 63–76.Wang Jun, Bao Qing, Liu Yimin, et al.2012.Performances of SAMIL on the global heating and the East Asian summer monsoon [J].Chinese J.Atmos.Sci.(in Chinese), 36 (1): 63–76.

王曉聰, 包慶, 劉琨, 等.2012.兩種對流參數化方案下降水和潛熱加熱空間結構的模擬及其影響 [J].中國科學: 地球科學, 54 (11):1779–1788.Wang X C, Bao Q, Liu K, et al, 2011.Features of rainfall and latent heating structure simulated by two convective parameterization schemes [J].Science China Earth Sciences (in Chinese), 54 (11):1779–1788.

WCRP.2010a.世界氣候研究計劃成就——氣候適應、減緩和風險管理的科學知識 [M].李建平, 劉屹岷, 林征等譯.北京: 氣象出版社,84pp.The World Climate Research Programme.2009a.The World Climate Research Programme Achievements—Scientific Knowledge for Climate Adaptation, Mitigation and Risk Management.WMO/TD-No.1499, Geneva, Switzerland: World Climate Research Programme, 56pp.

WCRP.2010b.世界氣候研究計劃 2010–2015年執行計劃.北京:氣象出版社, 64pp.The World Climate Research Programme.2009b.The World Climate Research Programme Implementation Plan 2010–2015 [M].WMO/TD-No.1503, Geneva, Switzerland: World Climate Research Programme, 43pp.

Weng Hengyi, Ashok K, Behera S K, et al.2007.Impacts of recent El Ni?o Modoki on dry/wet conditions in the Pacific rim during boreal summer[J].Climate Dyn., 29: 123–129.

Weng Hengyi, Behera S K, Yamagata T.2009.Anomalous winter climate conditions in the Pacific rim during recent El Ni?o Modoki and El Ni?o events [J].Climate Dyn., 32: 663–674.

吳國雄, 李建平.2005.亞洲季風區?！憽獨庀嗷プ饔脤ξ覈鴼夂蜃兓挠绊懀?卷）[M].北京: 氣象出版社.Wu Guoxiong, Li Jianping.2005.Air–Sea–Land Interactions in Asia Monsoon Region and Their Impacts on the Climate Variation in China (4 Volumes) [M].Beijing:China Meteorological Press.

吳國雄, 李建平, 周天軍, 等.2006.影響我國短期氣候異常的關鍵區:亞印太交匯區 [J].地球科學進展, 21 (11): 1109–1118.Wu Guoxiong,Li Jianping, Zhou Tianjun, et al.2006.The key region affecting the short-term climate variations in China: The joining area of Asia and Indian-Pacific Ocean [J].Adv.Earth Sci.(in Chinese),21 (11): 1109– 1118.

Wu Guoxiong, Guan Yue, Liu Yimin, et al.2012a.Air–sea interaction and formation of the Asian summer monsoon onset vortex over the Bay of Bengal [J].Climate Dyn., 38: 261–279, doi:10.1007/s00382-010-0978-9.

Wu Guoxiong, Liu Yimin, Dong Buwen, et al.2012b.Revisiting Asian monsoon formation and change associated with Tibetan Plateau forcing: I.Formation [J].Climate Dyn., doi:10.1007/s00382–012-1334-z.

Wu Guoxiong, Liu Yimin, He Bian, et al.2012c.Thermal controls on the Asian summer monsoon [J].Sci.Rep., 404: doi:10.1038/srep00404.

吳立新, 劉秦玉, 胡敦欣, 等.2007.北太平洋副熱帶環流變異及其對我國近海動力環境的影響 [J].地球科學進展, 22 (12): 1224–1229.Wu Lixin, Liu Qinyu, Hu Dunxin, et al.2007.Variability of the subtropical gyre in North Pacific and its impacts on dynamic environment of China marginal seas [J].Adv.Earth Sci.(in Chinese), 22 (12): 1224–1229.

吳志偉, 李建平, 何金海, 等.2006.大尺度大氣環流異常與長江中下游夏季長周期旱澇急轉 [J].科學通報, 51 (14), 1717–1724.Wu Zhiwei,Li Jianping, He Jinhai, et al.2006.The large-scale atmospheric singularities and the summer long-cycle droughts–floods abrupt alternation in the middle and lower reaches of the Yangtze River [J].Chinese Sci.Bull.(in Chinese),50 (16): 2027–2034.

Wu Zhiwei, Li Jianping, He Jinhai, et al.2006.Occurrence of droughts and floods during the normal summer monsoons in the mid- and lower reaches of the Yangtze River [J].Geophys.Res.Lett.,33: L05813,doi:10.1029/2005GL024487.

Wu Zhiwei, Wang B, Li Jianping, et al.2009a.An empirical seasonal prediction model of the East Asian summer monsoon using ENSO and NAO [J].J.Geophys.Res., 114: D18120, doi:10.1029/2009JD011733.

Wu Zhiwei, Li Jianping, Wang Bin, et al.2009b.Can the Southern Hemisphere annular mode affect China winter monsoon? [J].J.Geophys.Res.,114: D11107, doi:10.1029/2008JD011501.

Wu Zhiwei, Jiang Zhihong, Li Jianping, et al.2012d.Possible association of the western Tibetan Plateau snow cover with the decadal to interdecadal variations of northern China heatwave frequency [J].Climate Dyn., 39:2393–2402, doi:10.1007/s00382-012-1439-4.

Wu Zhiwei, Li Jianping, Jiang Zhihong, et al.2012e.Possible effects of the North Atlantic Oscillation on the strengthening relationship between the East Asian summer monsoon and ENSO [J].Int.J.Climatol., 32:794–800, doi:10.1002/joc.2309.

Wu Zhiwei, Li Jianping, Jiang Zhihong, et al.2012f.Modulation of the Tibetan Plateau snow cover on the ENSO teleconnections: From the East Asian summer monsoon perspective [J].J.Climate, 25: 2481–2489.

肖棟, 李建平.2011.皮納圖博火山爆發對20世紀90年代初平流層年代際變冷突變的影響機理 [J].科學通報, 56 (4–5): 333–341.Xiao Dong, Li Jianping.2011.Mechanism of stratospheric decadal abrupt cooling in the early 1990s as influenced by the Pinatubo eruption [J].Chinese Sci.Bull.(in Chinese), 56: 772–780, doi:10.1007/s11434–010-4287–9.

Xie Fei, Tian Wenshou, Austin J, et al.2011.The effect of ENSO activity on lower stratospheric water vapor [J].Atmos.Chem.Phys.Discuss,11:4141–4166.

Xie Fei, Li Jianping, Tian Wenshou, et al.2012.Signals of El Ni?o Modoki in the tropical tropopause layer and stratosphere [J].Atmos.Chem.Phys.,12: 5259–5273.

徐寒列, 李建平, 馮娟, 等.2012.冬季北大西洋濤動與中國西南地區降水的不對稱關系 [J].氣象學報, 70 (6): (印刷中).Xu Hanlie, Li Jianping, Feng Juan, et al.2012.The asymmetric relationship between the winter NAO and precipitation in Southwest China [J].Acta Meteorologica Sinica (in Chinese), 70 (6): (in press).

薛峰.2005.南半球環流變化對東亞夏季風的影響 [J].氣候與環境研究,10 (3): 401–408.Xue Feng.2005.Influence of the Southern Hemisphere circulation on East Asian summer monsoon [J].Climatic Environ.Res.(in Chinese), 10 (3): 401–408.

閆長香, 朱江.2011.集合最優插值中的樣本選取 [J].氣候與環境研究,16 (4): 452–458.Yan Changxiang, Zhu Jiang.2011.Choice of ensemble members for ensemble optimal interpolation [J].Climatic Environ.Res.(in Chinese), 16 (4): 452–458.

楊永增, 孫玉娟, 王關鎖, 等.2011.基于MASNUM海浪預報系統的北印度洋波浪特征模擬與預報分析 [J].海洋科學進展, 29 (1): 1–9.Yang Yongzeng, Sun Yujuan, Wang Guansuo, et al.2011.Analyses for modeling and forecast of sea waves in the North Indian Ocean by means of MASNUM wave forecast system [J].Adv.Mar.Sci.(in Chinese), 29(1): 1–9.

宇婧婧, 劉屹岷, 吳國雄.2011.冬季青藏高原上空熱狀況的分析——II年際變化.氣象學報, 69 (1): 89–98.Yu Jingjing, Liu Yimin, Wu Guoxiong.2011.An analysis of the diabatic heating characteristic of atmosphere over the Tibetan Plateau in winter.Ⅱ : Interannual variation[J].Acta Meteorologica Sinica (in Chinese), 69 (1): 89–98.

Zhang Li, Li Jianping.2008.Seasonal rotation features of wind vectors and application to evaluate monsoon simulations in AMIP models [J].Climate Dyn., 31 (4): 417–432, doi:10.1007/s00382-007-0327-9.

Zhang Wenjun, Li Jianping, Zhao Xia.2010.Sea surface temperature cooling mode in the Pacific cold tongue [J].J.Geophys.Res., 115:C12042, doi:10.1029/2010JC006501.

Zhang Wenjun, Jin F F, Li Jianping, et al.2011.Contrasting impacts of two-type El Ni?o over the western North Pacific during boreal autumn [J].J.Meteor.Soc.Jap., 89 (5): 563–569.

Zhang Wenjun, Jin F F, Ren Hongli, et al.2012.Differences in teleconnection over the North Pacific and rainfall shift over the USA associated with two types of El Ni?o during boreal autumn [J].J.Meteor.Soc.Jap., 90 (4): 535–552.

Zhao Xia, Li Jianping.2010.Winter-to-winter recurrence of SSTA in the Northern Hemisphere [J].J.Climate, 23: 3835–3854, doi:10.1175/2009JCLI2583.1.

Zhao Xia, Li Jianping.2012.Winter-to-winter recurrence and non-winter-towinter recurrence of SST anomalies in the central North Pacific [J].J.Geophys.Res, 117: C05027, doi:10.1029/2011JC007845.

Zhao Xia, Li Jianping, Zhang Wenjun.2012.Summer persistence barrier of sea surface temperature anomalies in the central western North Pacific [J].Adv.Atmos.Sci., 29 (6): 1159–1173, doi:10.1007/s00376- 012-1253-2.

鄭菲, 李建平.2013.前冬南半球環狀模對春季華南降水的影響及其機理 [J].地球物理學報, 55 (11): 3542–3557.Zheng Fei, Li Jianping.2013.Impact of preceding boreal winter Southern Annular Mode on spring precipitation over South China and related mechanism [J].Chinese J.Geophys.(in Chinese), 55 (11): 3542–3557.