项目名称： 东亚季风系统变异及我国重大气候灾害发生的机理研究

推荐单位： 中国科学院

项目简介： 受东亚季风系统变异的影响，我国旱涝等气候灾害频繁发生，造成了巨大的经济损失和重大的人员伤亡，制约着我国的可持续发展。为此，本研究对东亚季风系统的变异及其对我国重大气候灾害的影响机理进行了系统的研究，取得如下原创性研究成果：

1. 提出东亚季风系统的时空变化特征：揭示了东亚季风区水汽输送和东亚季风年循环特征及其与南亚和北澳季风系统的差别；提出衡量东亚季风系统年际变化的季风指数，并指出东亚季风系统年际变化呈准两年周期振荡和经向三极型分布；提出在20世纪70年代中后期东亚季风明显变弱。

2. 揭示了海洋、陆面和冰雪对东亚季风系统的影响过程，开拓性地提出"东亚季风气候系统"的概念：提出了热带西太平洋热力和上空对流活动对东亚季风系统季节内推进及其年际变化的影响；在国际上率先提出ENSO循环的不同阶段对东亚季风和气候有不同影响以及亚洲季风对ENSO循环的影响过程；提出西北干旱区热力变化对东亚季风年代际变化的影响及过程。

3. 在国际上率先研究了东亚季风系统变化的内动力学过程，从东亚/太平洋型遥相关理论解释了东亚季风系统变化和异常机理；率先提出准定常行星波两支波导的年际反相振荡特征及其对东亚冬季风的影响及机理；提出对流层上层经向气流的遥相关理论及其对东亚夏季风异常的影响。

4. 分析了我国旱涝重大气候灾害发生的过程，从影响东亚季风系统的海陆气各子系统的变异及其相互作用出发，提出了"长江流域洪涝的气候学模型和华北持续干旱的气候背景"。

本研究不仅促进了国际上关于东亚季风系统和ENSO循环变化机理的研究，而且推动了我国气候灾害机理的研究，并对提高旱涝预测水平具有重要的应用价值。

本研究得到国际有关学者的广泛引用和高度评价。项目在1997-2006年共发表了论文116篇，其中SCI (包括SCIE)收录42篇，核心期刊（CSCD）收录74篇。论文他引总数766次,其中70篇被SCI收录论文引用370次，他引254次，73篇被CSCD收录论文引用788次，他引512次。

主要发现点： 鉴于我国气候灾害造成经济损失的严重性和成因的复杂性，本项目从我国20世纪70年代中后期以来所发生的旱涝等重大气候灾害入手，从观测事实、动力理论和数值模拟系统地研究了东亚季风系统的季节内、年际、年代际变化与异常（变异）的特征、成因及其对我国旱涝等重大气候灾害发生的影响和机理。项目做出以下三个核心发现点：

1. 提出东亚季风系统的季节内、年际和年代际变化特征，特别是提出了东亚夏季风系统在年际变化上存在着准两年周期振荡，并在空间上存在着经向三极子型分布特征；并且，提出从20世纪70年代中后期东亚季风明显减弱的年代际变化，这引起了华北地区持续干旱的发生。此外，本项目还研究发展了东亚季风系统是亚澳季风系统中一个相对独立的季风系统的理论。（属气候学，见代表性论文1、2、3、4）

2. 提出影响东亚季风系统变化的海-陆-气相互作用的过程及机理，特别是提出西太平洋暖池热力和上空对流活动的变化、热带太平洋厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）循环、青藏高原积雪和西侧绕流的变化以及西北干旱、半干旱区热力变化等对东亚季风系统的季节内、年际和年代际变异的影响过程及其机理，从而开拓性地提出"东亚季风气候系统"新概念及其理论。（属气候学，见代表性论文4、5、6）

3. 在国际上率先开展了东亚季风系统变化的内动力学研究。本研究应用北半球夏季大气环流异常的东亚/太平洋型（EAP型）遥相关理论揭示了“东亚季风气候系统”各成员之间的关系，解释了热带西太平洋热力及菲律宾周围对流活动强弱对东亚夏季风系统季内和年际变异影响的过程及其机理；并且，提出北半球冬季准定常行星波在球面三维大气传播的两支波导具有年际反相振荡特征及其对北极涛动（AO）、东亚冬季风的影响过程及其机理。此外，本项目研究还提出北半球夏季从北非到东亚对流层上层的经向风沿急流存在着遥相关波列，它对东亚夏季风的变异有重要影响。（属气候学，见代表性论文7、8）

并且，项目还做出以下二个重要发现点：

1. 在国际上提出热带太平洋ENSO循环的物理过程及其机理，特别是提出热带西太平洋上空环流和纬向风异常对ENSO循环的动力作用。这个理论为预测厄尔尼诺事件的发生提供了科学依据。（属气候学，见代表性论文9）

2. 揭示"东亚季风系统"的年际和年代际变异对我国旱涝重大气候灾害发生的影响及其机理，从而提出"长江流域洪涝灾害发生的气候学概念模型"和"华北持续干旱发生的气候背景"。这两个模型为我国汛期旱涝气候灾害发生的季度和年际预测提供了理论依据，并在实际预测业务中得到应用。（属气候学，见代表性论文10）

主要完成人： 黄荣辉

本项目主持人，提出总体学术思路，在《主要发现点》的核心发现点第1、2和重要发现点1、2做出重要贡献，并指导了核心发现点第3的研究。理论创新如下：发展东亚季风系统是亚澳季风系统一个相对独立的子系统理论，并提出其年际、年代际变化特征；从海--陆--气耦合系统的相互作用对东亚季风系统变化的影响，特别是提出热带西太平洋热力及其上空对流对东亚季风季内、年际变化的影响及机理，从而提出东亚季风气候系统概念；提出我国旱涝灾害发生的气候学模型，以及热带西太平洋对ENSO循环的动力、热力作用。此外，还发展了他在80年代所提出的东亚/太平洋型遥相关理论。本项目研究工作量约占本人这10年工作量的85%。

陈文

项目主要学术骨干，在《主要发现点》的核心发现点第1、3和重要发现点第1做出直接贡献。理论创新如下：提出东亚冬季风年际变化特征，ENSO循环不同位相对东亚季风环流的不同影响及机理；发现行星波在大气中传播沿两支波导的年际反相振荡特征及对北极涛动、东亚冬季风的影响机理。本项目研究工作量约占本人这10年工作量的80%。

陆日宇

为本项目主要学术骨干，在《主要发现点》的核心发现点第2、3做出直接贡献。理论创新如下：提出菲律宾周围对流活动的30-60天低频振荡特征及其对西太平洋副热带高压东西振荡的影响及机理；发现了从北非到东亚上空沿急流经向风的季节内和年际变化与异常存在一遥相关波列。本项目研究工作量约占本人这10年工作量的80%。

张人禾

为本项目研究早期（1997-2001年）的学术骨干，2002年从中国科学院大气物理研究所转到中国气象科学研究院工作，之后没有参加本项目研究。在《主要发现点》的核心发现点第2和重要发现点第1做出直接贡献。理论创新如下：提出ENSO循环对东亚水汽输送和降水的作用，提出热带西太平洋上空经向和纬向风异常对ENSO循环的动力作用。本项目研究工作量约占本人这10年工作量的50%。

黄刚

为本项目学术骨干，在《主要发现点》的核心发现点第1、2做出直接贡献。理论创新如下：提出青藏高原西侧绕流与东亚夏季风的关系；发展了东亚/太平洋型（EAP型）遥相关理论，提出一个广为引用衡量东亚夏季风年际变化的东亚季风指数，并揭示了东亚季风系统的年际变化特征。本项目研究工作量约占本人这10年工作量的80%。