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谈哲敏教授课题组在Hadley环流研究取得系列性重要新进展
阅读:519次 发布时间:2018-12-26 10:13

Hadley 环流是大气径向平均三圈环流的重要组成部分,其强度与分布的变化会对全球气候产生重要的影响作用,。大气科学学院谈哲敏教授课题组在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)影响Hadley环流(HC)对称性等方面取得系列性重要新进展。此前,谈哲敏教授课题组在美国气象学会《Journal of Climate》上发表题为Relationship between El Ni?o–Southern Oscillation and the symmetry of the Hadley circulation: Role of the sea surface temperature annual cycle”的论文,发现了热带海温年循环对ENSO影响Hadley环流非对称模态过程具有重要的调制作用。

在此基础上,进一步利用CMIP5耦合模式比较计划中的17个气候模式模拟结果探讨了ENSO-HC关系对ENSO形态的敏感性,揭示了ENSO-HC的相关关系对ENSO海温异常的纬向尺度最为敏感。所以,在一定范围内,ENSO海温异常越往西伸展,ENSO-HC关系越密切(图1)。该发现意味着气候模式若要对ENSO的气候响应表现强的模拟能力,能否成功地模拟出准确的ENSO纬向尺度特征十分关键。而且,该结果为理解未来全球增暖情景下ENSO形态变异对大气环流的影响提供了重要的的参考价值。近日,该成果发表在美国地球物理学会(AGU)的《Geophysical Research Letters》。

另一方面,在过去几十年中ENSOHadley环流之间关系显著加强,这个过程被称作Hadley环流机制转换(图2)。以往,人们认为Hadley环流机制转换是东太平洋海温在全球变暖背景下关于赤道的非对称增暖所导致。而作者在基于前期的研究基础进一步指出,Hadley环流的机制转换主要是由于过去几十年赤道西太平洋海温增暖及ENSO强度增强所导致(图34)。这对于认识在20世纪70年代出现的ENSO相关的气候异常的年代际变化有很好的借鉴意义。

以上研究均在中尺度灾害性天气教育部重点实验室完成,并得到了国家重点研发计划,国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划(973计划)等项目的共同资助,郭毅鹏博士为第一作者, 谈哲敏教授为通讯作者。

 

成果相关文献:

Guo Y. P., and Z. M. Tan, 2018: Relationship between El Ni?o-Southern Oscillation and the symmetry of the Hadley circulation: Role of the sea surface temperature annual cycle, J. Climate., 31, 5319-5331. doi: 10.1175/JCLI-D-17-0788.1.

Guo Y. P., and Z. M. Tan, 2018: On the sensitivity of the relationship between Hadley circulation asymmetry and ENSO in CMIP5 models, Geophysical Research Letters, 45, 9253-9259. https://doi.org/10.1029/2018GL079515.

Guo Y. P., and Z. M. Tan, 2018: The Hadley circulation regime change: Combined effect of the western Pacific warming and increased ENSO amplitude, J. Climate. 31, 9739-9751. DOI: 10.1175/JCLI-D-18-0306.1

 

 

1. 17CMIP5气候模式中ENSO-HC关系随(aENSO强度,(bENSO纬向尺度,(cENSO经向尺度和(d)背景海温强度变化的散点图。

 

 

2. Hadley环流对称模态指数(黑色点线)和非对称模态指数(红色点线)与Ni?o-3.4指数的21年滑动相关系数。蓝色虚线表示95%显著性水平。

 

 

3. 基于(aERSST和(bHadISST的冬季热带太平洋海温在过去几十年的变化趋势。(c)表示蓝色矩形区域内平均海温异常的时间变化。黑色打点区域表示通过95%显著性检验。