历史时期年代际气候的特征与机制

【作者】 宁亮； 刘健； 刘征宇； 严蜜； 陈可凡； 覃燕敏； 吴芬； 胡文庆； 邢芳淼； 孙炜毅； 温琴；

【机构】 南京师范大学地理科学学院气候系统预测与变化应对全国重点实验室/虚拟地理环境教育部重点实验室/江苏省地理环境演化国家重点实验室培育基地/江苏省地理信息资源开发应用协同创新中心； 俄亥俄州立大学地理系；

【摘要】 基于历史时期的气候模拟结果(NNU-2ka、CESM-LME等)及树轮、珊瑚、石笋等多指标重建结果,利用混合增益类比集合卡尔曼滤波(HGAOEnKF)数据同化方法,重建了历史时期温度和降水空间场,构建一组新的过去两千年再分析资料(NNU-2ka Reanalysis),发现同化结果可以有效降低重建和模拟结果的不确定性,重现历史时期年代际气候的主要特征。然后,进一步重建了PDV、AMV和AMOC等气候系统内部变率,并结合敏感性试验,系统研究了外强迫(如火山活动、太阳辐射、土地利用、温室气体和人为气溶胶等)对历史时期年代际气候系统内部变率(PDV、AMV和AMOC)及中国东部年代际干旱的影响及机制。对内部变率影响方面,单次强火山喷发和人为气溶胶会造成PDV和AMV的负位相,及AMOC的增强;持续的火山可以造成过去千年重建数据中PDV和AMV在60年左右的周期。对年代际干旱影响方面,中国东部年代际干旱均与典型的弱季风事件相关,时空特征上呈现出南涝北旱或者全区干旱的模态。成因机制方面,年代际干旱由气候系统内部变率和外强迫共同作用造成的。其中,气候系统内部变率主要对年代际干旱起到触发作用,外强迫对干旱强度和持续时间起到加剧作用。此外,外强迫还通过改变气候系统内部变率的频次和强度来改变年代际干旱的频次、强度、持续时间。更多还原