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【科研动态】我实验室地球系统模式创新团队研究揭示2020年梅雨季达到近60年历史最长的成因

乔少博 南方海洋实验室
2024-12-04


“梅雨”是东亚夏季风季节进程中特有的雨季,通常从6月中旬持续到7月中旬,发生在中国江淮流域至韩国和日本中南部一带,以持续性多雨为主要特征。2020年夏季,我国经历了一次超强梅雨季,梅雨季降水量达759.2毫米,超过1998年和2016年的降水量,为1961年以来历史最高值;2020年梅雨季从6月1日开始,8月2日结束,持续时间长达62天,与2015年并列为1961年以来历史最长(图1)梅雨季。2020年超强梅雨事件给我国南方带来严重的洪涝灾害,引起了气象学者和社会各界的广泛关注。目前已有多项研究从不同时间尺度多层次剖析该事件的成因,但是2020年梅雨季时长达到近60年历史最长的具体原因并不清楚。

图1. 1961–2020年逐年梅雨季降水量(上图)及梅雨季长度(下图)的时间序列

近日,我实验室地球系统模式创新团队系统揭示了2020年超长梅雨季偏早开始、持续偏强及偏晚撤退的成因。该研究表明,2020年梅雨季可以划分成偏早建立(6月1日–15日)、持续偏强(6月16日–7月5日)及偏晚撤退(7月6日–28日)三个阶段(图2):

a)梅雨偏早建立主要由中高纬遥相关波列所导致,北大西洋西部海温异常偏暖所激发的东大西洋-西俄罗斯(EA/WR)遥相关波列的极端负位相使得西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)脊线偏北,导致梅雨提前开始;

b)梅雨持续偏强主要由热带信号强迫所致,暖池偏暖-中太平洋偏冷的海温梯度激发太平洋-日本(PJ、EAP)遥相关波列正位相,增强西太副高和梅雨降水;

c)梅雨偏晚撤退由热带与中高纬共同强迫所致,在热带海温梯度持续增强及PJ波列正位相的前提下,中纬度“两脊一槽”波列阻挡了西太副高脊线的正常北进,推迟了梅雨的撤退。

图2.  2020年超长梅雨季(a)偏早建立、(b)持续偏强与(c)偏晚撤退三个阶段形成原因示意图


该研究揭示了东亚季风极端事件形成的复杂性以及中高纬度强迫和热带信号在2020年梅雨季不同阶段都扮演着重要的角色。南海作为东亚季风爆发的起源,是热带强迫东亚季风的关键区域,其海洋热容量调制的大气对流直接影响季风水汽输送的位置与强度,对该区域长时间高精度的观测迫在眉睫。“中山大学”号海洋综合科考实习船(图3)在该区域固定航次的观测将有助于提高我们对东亚季风变率的理解和预测水平。

图3.  “中山大学”号海洋综合科考实习船(图片来源:中山大学新闻网)

研究成果于2021年5月在地学一区期刊Geophysical Research Letters上正式发表,题目为“The longest 2020 Meiyu season over the past 60 years: Subseasonal perspective and its predictions”,论文通讯作者为地球系统模式创新团队核心成员封国林教授,第一作者为创新团队骨干成员乔少博博士。美国夏威夷大学王斌教授(罗斯贝奖章得主),地球系统模式创新团队首席科学家董文杰教授、骨干成员刘飞教授,海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队骨干成员张皓岚副教授,以及盐城工学院成剑波博士等为文章共同作者。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持,并为“中山大学”号海洋综合科考实习船加强西太副高西段区域观测提供参考依据。

原文链接:

Qiao, S., Chen, D., Wang, B., Cheung, H.-N., Liu, F., Cheng, J., Tang, S., Zhang, Z., Feng, G., & Dong, W. (2021). The longest 2020 Meiyu season over the past 60 years: Subseasonal perspective and its predictions. Geophysical Research Letters, 48(9), e2021GL093596. https://doi.org/10.1029/2021GL093596(阅读论文请点击底部“阅读原文”)

相关参考文献:

Ding, Y., Liu Y., & Hu, Z. (2021). The Record-breaking Meiyu in 2020 and Associated Atmospheric Circulation and Tropical SST Anomalies. Advances in Atmospheric Sciences. https://doi.org/10.1007/s00376-021-0361-2

Liu, B., Yan, Y., Zhu, C., Ma, S., & Li, J. (2020). Record-breaking Meiyu rainfall around the Yangtze River in 2020 regulated by the subseasonal phase transition of the North Atlantic Oscillation. Geophysical Research Letters, 47(22), e2020GL090342. https://doi.org/10.1029/2020GL090342

Takaya, Y., Ishikawa, I., Kobayashi, C., Endo, H., & Ose, T. (2020). Enhanced Meiyu‐Baiu rainfall in early summer 2020: Aftermath of the 2019 super IOD event. Geophysical Research Letters, 47(22), e2020GL090671. https://doi.org/10.1029/ 2020GL090671

Zhang, W., Huang, Z., Jiang, F., Stuecker, M. F., Chen, G., & Jin, F. (2021). Exceptionally persistent Madden-Julian Oscillation activity contributes to the extreme 2020 East Asian summer monsoon rainfall. Geophysical Research Letters, 48, e2020GL091588. https://doi.org/10.1029/2020GL091588

Zheng, J., & Wang C. (2021). Influences of three oceans on record-breaking rainfall over the Yangtze River Valley in June 2020. Science China Earth Sciences, 64, https://doi.org/10.1007/s11430-020-9758-9

Zhou, Z., Xie, S. P., & Zhang, R. (2021). Historic Yangtze flooding of 2020 tied to extreme Indian Ocean conditions. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 118(12), e2022255118. https://doi.org/10.1073/pnas.2022255118

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文案:南方海洋实验室

图片:南方海洋实验室、中山大学新闻网

封面:南方海洋实验室

编辑:胡悦

初审:董文杰、徐丹亚

审核:漆姗姗、孙雯、谢书谊

审定发布:杨清华

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