不同时间尺度影响下的北半球夏季风空间特征及其可能影响机制

探究过去2000年北半球夏季风的演变过程,不仅有利用于在各个时间尺度上深化对全球季风系统的理解,也能够为预测未来季风发展和长期政策制定提供参考依据。然而,以往研究中对于不同时间尺度北半球夏季风系统强度探究较少,特别是其在不同时间尺度上的空间特征及响应机制如何?为此,文章利用国际上较为先进的通用地球系统模式CESM,在轨道参数、太阳辐射、火山活动、温室气体浓度和土地利用/覆盖的驱动下,进行了长达2000年的瞬变积分试验,并利用此结果分析了过去1500年来不同时间尺度上的北半球夏季风降水的变化特征及其可能成因机制。通过周期分析发现,北半球夏季风强度存在显著的年际（2~6年和8~9年）、年代-多年代际（11~13年、22~23年、37年、58年和66年）和百年际（186年、227年和341年）的周期波动;利用回归分析发现在年际尺度上,北半球夏季风降水在大部分印度半岛、孟加拉湾地区、西北太平洋季风区、北美季风区以及北非季风区表现较为一致;而在印度季风区的西南部和青藏高原的南部部分区域、北美季风区的南部以及东亚季风区的北部则表现出了与之相反的变化;在东亚季风区北部其响应特征并不显著。
厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的海表温度模态特征可能是影响年际尺度特征下北半球夏季风降水分配的主要原因;在多年代际时间尺度上,北半球夏季风降水在热带季风区对其响应较为显著且呈一致性变化。主要原因是南、北半球海表温度的空间分布差异致使热带辐合带（ITCZ）北移,而这种温度差异是由外强迫因子和气候系统内部振荡共同造成的;在百年际尺度上,北半球夏季风区域降水特征呈一致性变化,其主要是由于外强迫变化所致。