本项目利用观测资料分析东亚冬季气候的年代际变化特征及其与我国沙尘暴发生频率、持续暖冬和高原冬春降雪异常的联系,分析北半球准定常行星波振幅和位相的年代际变化特征,并通过诊断和动力学理论研究准定常行星波的异常传播与东亚冬季风年代际变化的关系;还利用资料分析、诊断和数值模拟来分别研究ENSO和AO(北极涛动)的年代际变化及其变化中行星波活动的演变,分析研究ENSO和AO的年代际变化对东亚冬季风的影响及其机理;从而揭示东亚冬季风年代际变化的特征和机理。由东亚冬季风的年代际变化作为切入点,从行星波活动的异常揭示其动力学机理,不但在气候动力学基础理论上具有创新性,而且对于全面地揭示全球气候系统年代际变化特征及其在区域的不同影响具有重要的科学意义;同时,还有助于我们认识沙尘暴发生频率的年代际变化、持续暖冬和高原冬春降雪增多的原因,因而可以为国家经济建设的实际需求服务,具有重要的实际意义。
在全球增暖背景下我国冬季出现了持续暖冬,本项目利用观测资料系统分析了我国冬季气温的年代际变化,揭示出全球增暖和大气环流的年代际变化共同造成我国冬季从20世纪80年代开始的持续偏暖;并通过诊断分析和数值模拟研究了东亚冬季风年际和年代际变化的机理,特别是北极涛动和准定常行星波的影响,揭示出由于北半球海陆分布的特征使得行星波纬向2波对东亚冬季风有最主要的影响;还通过诊断分析研究了热带纬向风QBO对北半球冬季平流层大气环流的影响,进而影响到从对流层到平流层传播的准定常行星波,最终导致东亚冬季气候异常的物理过程。本研究不但有助于我们认识持续暖冬的原因,通过进一步研究提炼出预报因子还可以用于改进东亚冬季风的长期预测。