杨崧教授团队在夏季亚太地区-非洲气候研究方面取得新进展

中山大学杨崧教授与其指导的两名博士生何山和李振宁在国际学术权威刊物自然出版集团旗下的刊物Scientific Reports上发表了题为“Influence of Latent Heating over the Asian and Western Pacific Monsoon Region on Sahel Summer Rainfall”(全部作者:何山、杨崧和李振宁)的研究论文,阐明了三十年以上长期时间尺度下夏季东南亚和西太平洋地区深对流加热增强对非洲萨赫勒地区夏季降水显著的动力抑制作用,并对此问题提出了有创新性的见解。原文链接:http://rdcu.be/uRMf

该研究成果揭示,在1960-1989期间,夏季东南亚和西太平洋地区的总体降水显著增加,其对应的深对流凝结潜热加热有相当的增强趋势。与此同时,非洲萨赫勒地区降水有显著的减少趋势。作者利用大气环流模式证明,由于夏季东南亚和西太地区对流凝结潜热加热增强,强迫出异常的纬向季风环流,其下沉支位于萨赫勒地区。该强迫通过抑制上升运动,以及异常的北风减弱几内亚湾的水汽供给,使得夏季萨赫勒地区降水减少。而萨赫勒地区降水减少具有正反馈作用,一定程度上加强异常的纬向环流,反过来促进亚太地区的降水。

夏季季风纬向环流在亚非地区气候变化起到重要角色。这一研究成果对杨崧、Peter Webster和董敏于1992年提出的纬向热力梯度影响季风变化的理论提供了重要解释,也为全球变暖背景下夏季亚太地区和非洲之间的联系及其降水预估提供了新视角。

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图1 分别为(a)PRECL降水资料中萨赫勒地区七八九月的降水率,(b)NCEP再分析资料东南亚-西太地区六七八月的降水率,(c)ERA-40中东南亚-西太地区六七八月的降水率,和(d)东南亚-西太地区六七八月的云量的时间序列(柱状),以各自对应的9年Lanczos低通滤波器加权平均的时间序列(实线)。

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图2 七八九月(a)敏感试验A和控制试验间在14.2°N的ω、纬向风(矢量)和经向风(填色)的差异,以及(b)敏感试验E和和控制试验间在900 hPa的水汽通量(矢量)及其散度(填色)的差异。可视的经向风和向量箭头区域,是根据t检验在95%的置信水平下变化具有统计学显着性的区域。ω被扩大,使得垂直运动可见。

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