拉尼娜向厄尔尼诺转换影响华北干旱

字体 2018-05-14 14:20:10
     来源: 中国气象报社  

华北干旱多发生在春夏季节,常在春季建立并在夏季得以维持,具有强度大、持续时间长、影响范围广等特征。那么,是什么原因使华北地区干旱可以维持春夏两季近半年时间?过去几十年,华北夏季极端干旱频率呈现显著增加趋势,人类活动对该地区极端干旱频率增加是否有贡献?最近,中国科学院大气物理研究所副研究员张丽霞开展了相关研究,解释了上述问题。

根据观测资料和气候模式长时间控制试验结果,研究确定了影响华北春夏连旱事件对应的大尺度环流因子,发现华北春夏连旱多出现在拉尼娜向厄尔尼诺转换年份的春夏。该研究成果发表在《气候杂志》。

研究以华北地区3月到8月平均降水为指标,选取1960年到2014年降水量最少的8年,将其定义为华北春夏连旱事件。研究发现,8个华北春夏连旱年份中,有7个发生在拉尼娜向厄尔尼诺转换年份,且伴随前春北太平洋涛动(NPO,即北太平洋上阿留申低压与夏威夷高压同时增强或减弱的南北向跷跷板式现象)。

张丽霞介绍,一方面,NPO有利于西北太平洋气旋性异常和华北地区的下沉运动,导致华北春季干旱;另一方面,NPO可以通过“季节脚印机制”,触发夏季热带太平洋厄尔尼诺的建立,削弱西北太平洋副高,导致华北地区夏季干旱。

“所谓‘季节脚印机制’,指的是在冬春季节,大气环流异常导致海洋表面温度变化,可理解为大气将其‘脚印’留在海洋里,到了夏季,海洋表面温度异常反过来影响大气环流?!闭爬鱿冀馐偷?。

值得一提的是,近60年华北地区极端干旱频率和强度显著增加,导致黄河、海河等流域水资源短缺,严重制约经济社会发展。未来气候变化情景预估结果显示,全球变暖有可能进一步加重华北地区干旱趋势。

张丽霞说,当前参与季节预测和国际模式比较计划的气候模式可以很好地模拟出大尺度环流特征。国际科学界建议用大尺度环流来表征极端气候事件,对其进行归因研究。

经研究发现,人类活动产生的气溶胶排放增加,其产生的辐射强迫作用对过去几十年增加的华北夏季极端干旱频率亦有贡献。该研究成果发表在《环境研究快报》。

对此,张丽霞解释说,对华北春夏连旱事件的研究发现,华北干旱年份均伴随中国东南沿海的北风异常。在北半球夏季,对应东亚夏季风偏弱,导致输送到华北地区的水汽不足。夏季中国沿海南风的强弱和华北降水之间的关系在华北夏季极端干旱事件中更为明显。

基于此,研究以中国沿海经向风分量(即南北风分量)为大尺度环流指标,对过去50年华北夏季极端干旱进行归因分析,发现人类活动产生的气溶胶排放增加可显著增加华北夏季极端干旱的出现频率。原因在于其减少了到达地面的短波辐射,减弱了夏季海陆热力对比,使东亚夏季风减弱,增加了极端弱东亚夏季风年的出现频率,导致华北夏季极端干旱频率增加。

中国气象报记者宛霞


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编辑:赵嫣嫣

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