2022年5月13日下午，bwin必赢开展了第五十八期“风云英华”学术讲座活动，本次讲座邀请到了南京信息工程大学bwin必赢经理陈海山教授进行了学术分享，本次报告的题目为“西亚春季陆面热力异常及其气候效应”。
陈海山老师是南京信息工程大学二级教授/博士生导师，bwin必赢经理、气象灾害教育部重点实验室主任。长期致力于陆面过程与大气相互作用的机里与模拟研究；主持包括国家自然科学基金重点项目等国家级项目10余项，发表论文300余篇，其中SCI论文100余篇。
首先陈老师介绍了陆面在作为地球各圈层中的作用，以及在整个气候系统中的重要性。欧亚大陆是世界上最大的大陆，近几十年经历了剧烈的气候变化，特别是暖季变暖显著。20世纪90年代中期以后，欧亚大陆温度变化最为激烈、增暖最为显著并且存在明显的区域性差异，因此欧亚不同区域的陆面过程及其影响受到越来越多的关注。
其中，西亚地区位于副热带高空急流入口区，陆面温度的年际变率很大，表现出明显的年代际变化，受到中纬度和热带气候系统的共同影响，该区域的陆面热力过程异常对大气环流、气候尤其是对亚洲季风和中国地区的气候具有十分重要的影响。
图1 研究背景
第一部分的研究主要介绍了西亚春季热力异常模态并从地表能量收支的角度阐述了大气遥相关型通过改变云和水汽对地表温度异常的作用。欧亚西部春季陆面热力异常有3个主要模态，第一模态表现出同期增温，与斯堪的纳维亚和东大西洋/俄罗斯西部(EA/WR)模态的负同相结合密切相关。在异常反气旋主导下，增暖与向下长波辐射的增加有关，这主要是由于在偏暖的大气中水汽含量多，而云量减少会导致异常偏南气流和更多的太阳辐射。第二模态以北大西洋涛动为主，表现出经向偶极型。西欧上空和里海上空分别出现了异常气旋和异常反气旋，前者主要由云-短波辐射过程引起，后者主要由水汽引起的向下长波辐射引起。第三模式为纬向偶极子型，主要受到与欧亚型相关的水汽温室效应影响。研究结果可为气候预测提供基础。
图2 欧亚西部春季热力异常的三个主要模态
图3三个主要模态对应的环流异常
在第二部分主要介绍了西亚陆面热力异常与我国北方夏季气候的联系，主要的研究结果表明，西亚春季异常陆面增温在初夏(6月)有导致华北降水增加和减少(增加)东北降水(气温)的趋势，华北/东北东部地区降水异常更为强烈。进一步分析表明，春季陆面异常增温可通过非绝热加热触发向东传播的扰动，增强大气环全球遥相关(CGT)模态，导致中国北方地区初夏环流和气候异常。敏感性试验表明，春季异常陆面增温会增加大气斜压不稳定性，触发沿着西风急流(WJS)传播的Rossby波，导致CGT的形成。由于持续的地表热强迫和基本气流(特别是WJS)与CGT的相互作用，使得CGT有增强的趋势。初夏东亚异常波动中心导致中国北部(东北)降水增加(减少)，东北地区增温明显。春季西亚陆面热力异常可作为中国北方地区初夏气候短期预报的潜在信号。
图4 西亚春季热力异常与北方降水和温度的SVD 分析
图5 西亚陆面热力异常影响CGT与北方气候的示意图
最后一部分介绍了西亚春季陆面热力异常对印度季风的影响，印度季风降水和春季地表热力异常相关，降水多可能会引起温度减少。陈老师指出陆面的前期信号是大气，而陆面响应的存储时间暂时是不清楚的，在次季节尺度上，陆面过程的作用更能发挥出来。本次讲座主要讲述了对西亚陆面热力异常的年际、年代际变化成因及气候效应的一些新认识，为深入理解西亚地区陆面过程的气候效应以及我国初夏短期气候预测提供参考。
图6 西亚陆面热力异常影响印度初夏季风示意图
参考文献：
Song Y., H. Chen*, J. Yang. 2022 The dominant modes of boreal spring land surface temperature over Western Eurasia and their possible linkages with large-scale atmospheric teleconnection patterns. J. Geophys. Res.-Atmos., 127(4), e2021JD035720. doi:10.1029/2021JD035720.
Yang J., H. Chen*, Y. Song, S. Zhu, B. Zhou, J. Zhang. 2021 Atmospheric circumglobal teleconnection triggered by spring land thermal anomalies over West Asia and its possible impacts on early summer climate over North China. J. Clim., 34(14):5999-6021. doi:10.1175/JCLI-D-20-0911.1.