科研进展 | 海气耦合过程模拟不足导致东亚降水增多

在气候变化的背景下，海洋与大气之间的相互作用在东亚地区的水循环中扮演着至关重要的角色。区域地球系统模型中的海洋耦合已在东亚地区的气候研究中广受认可，多项研究表明相较于非耦合模型，具备海洋耦合的模拟能更能准确反映气候特征和年际降水变化。然而，目前许多区域气候模型更侧重于陆地和大气之间的相互作用，而忽略了海洋与大气之间的重要联系，这限制了对大气-海洋动力学的深入理解。

为了弥补这一不足，中国科学院大气物理研究所东亚区域气候环境重点实验室的彭静项目研究员和合作者展开了研究。基于包含海洋与大气耦合的区域气候模型，分析了东亚地区海洋与大气耦合机制对降水的影响以及相关机制，揭示了海洋与大气耦合是如何通过动力和热力作用影响东亚地区的降水。

研究表明，在1991年至2014年期间，海洋与大气的耦合导致了东亚地区夏季（6月-7月-8月）降水的减少。这一减少可以归因于多种因素，包括陆地与海洋之间的热力非对称性降低、西北太平洋上的海洋蒸发减少，以及从海洋向陆地的水汽输送减弱。在未来条件下，尤其是中国东部地区，海洋与大气的耦合导致的降水减少将在一定程度上得到缓解。然而，海洋与大气的耦合对东亚降水格局的整体影响将持续存在，特别是在中国东部的黄河以南地区。

图1. 试验UNC和CPL之间的平均地表气压差异（Pa）（颜色）和U10/V10（m s-1）（矢量）的空间分布，分别表示（a-c）6月-7月-8月和（d-f）12月-1月-2月，在（a、d）1991年至2014年的历史条件下，（b、e）2016年至2039年期间的SSP245情景下，以及（c、f）未来与历史条件的差异。

这项研究突显了海洋与大气的相互作用对东亚地区水循环及降水的重要性。研究成果最近发表在npj Climate and Atmospheric Science期刊。

这项研究得到了国家重点研发计划（项目编号2018YFA0606004）、国家自然科学基金（项目编号41975112、42175142、42175013、42141017）等的共同资助。论文的第一作者为中国科学院大气物理研究所彭静项目研究员，共同通讯作者为中国科学院大气物理研究所李凯博士后。

【论文信息】

Peng, J., Li, K., Dan, L. et al. Sea–air coupling leads to a decrease in precipitation in East Asia under present day conditions that is partially alleviated in future simulations. npj Clim Atmos Sci 6, 174 (2023). https://doi.org/10.1038/s41612-023-00498-w