大氣環流分型方法在青藏高原適用性評估研究獲進展

2020-11-25 中國科學院

　　大氣環流在整個氣候系統中承擔著能量交換、水汽輸送等重要傳輸作用。大氣環流的變化是氣候變化最直接的影響因素，對大氣環流變化與青藏高原氣候變化關係的研究有利於人們了解氣候變化的影響機制、對區域變化進行預測。目前對二者關係的研究多以大氣環流指數表徵大氣環流變化，並且時間解析度多為年際乃至年代際。這使得部分天氣學過程常常被掩蓋於年或是季節氣候平均態之下。從天氣尺度對青藏高原氣候變化與大氣環流的關係進行深入研究，有利於進一步理解影響區域或局地氣候變化的天氣學機制，並且可以為天氣預報以及統計降尺度模型的構建提供分析基礎，還可以應用於模型模擬結果的評估以及未來氣候變化的預測。

　　因此，中國科學院青藏高原研究所特聘教授、瑞典哥德堡大學地球科學系陳德亮課題組採用天氣氣候學統計方法對比評估了6種常用的環流分型方法在青藏高原的適用性。結果表明模擬退火多元隨機聚類分析方法（SAN）在計算效率和適用性比較中表現出了明顯的優越性。基於SAN分型方法對亞洲區域 500 hPa 位勢高度變化特徵的提取結果，進一步展開的大尺度大氣環流變化與青藏高原日平均溫度變化關係的分析表明，柴達木盆地-祁連山（90 ~ 103° E， 35 ~ 40° N)全年日平均溫度變化與 500 hPa 位勢高度變化聯繫更緊密；而唐古拉山和喜馬拉雅山之間區域（88 ~ 97° E， 30 ~ 34°N)雨季（5 ~ 9 月）日平均溫度變化與 500 hPa 位勢高度變化聯繫更緊密。對大尺度大氣環流變化與青藏高原降水變化關係的分析表明，旱季（10 ~ 4 月）青藏高原東部區域降水變化與 500hPa 位勢高度變化聯繫更緊密；雨季橫斷山脈南部（98 ~ 102° E 和27 ~ 31° N）以及唐古拉山西南至雅魯藏布江流域一帶降水變化與 500hPa 位勢高度變化聯繫更緊密。

　　該研究成果由博士生張瀟文為第一作者，文章發表於International Journal of Climatology。該研究得到國家自然科學基金（91537210）、中科院A類戰略性先導科技專項（泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設，XDA20060401）、瑞典VR, VINOVVA, STINT, BECC, MERGE, and SNIC through S-CMIP等的資助。

　　論文連結

 

青藏高原氣候變化相關大尺度環流系統示意圖

　　大氣環流在整個氣候系統中承擔著能量交換、水汽輸送等重要傳輸作用。大氣環流的變化是氣候變化最直接的影響因素，對大氣環流變化與青藏高原氣候變化關係的研究有利於人們了解氣候變化的影響機制、對區域變化進行預測。目前對二者關係的研究多以大氣環流指數表徵大氣環流變化，並且時間解析度多為年際乃至年代際。這使得部分天氣學過程常常被掩蓋於年或是季節氣候平均態之下。從天氣尺度對青藏高原氣候變化與大氣環流的關係進行深入研究，有利於進一步理解影響區域或局地氣候變化的天氣學機制，並且可以為天氣預報以及統計降尺度模型的構建提供分析基礎，還可以應用於模型模擬結果的評估以及未來氣候變化的預測。
　　因此，中國科學院青藏高原研究所特聘教授、瑞典哥德堡大學地球科學系陳德亮課題組採用天氣氣候學統計方法對比評估了6種常用的環流分型方法在青藏高原的適用性。結果表明模擬退火多元隨機聚類分析方法（SAN）在計算效率和適用性比較中表現出了明顯的優越性。基於SAN分型方法對亞洲區域 500 hPa 位勢高度變化特徵的提取結果，進一步展開的大尺度大氣環流變化與青藏高原日平均溫度變化關係的分析表明，柴達木盆地-祁連山（90 ~ 103° E， 35 ~ 40° N)全年日平均溫度變化與 500 hPa 位勢高度變化聯繫更緊密；而唐古拉山和喜馬拉雅山之間區域（88 ~ 97° E， 30 ~ 34°N)雨季（5 ~ 9 月）日平均溫度變化與 500 hPa 位勢高度變化聯繫更緊密。對大尺度大氣環流變化與青藏高原降水變化關係的分析表明，旱季（10 ~ 4 月）青藏高原東部區域降水變化與 500hPa 位勢高度變化聯繫更緊密；雨季橫斷山脈南部（98 ~ 102° E 和27 ~ 31° N）以及唐古拉山西南至雅魯藏布江流域一帶降水變化與 500hPa 位勢高度變化聯繫更緊密。
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