本文由Lin Wang、Wen Chen、Wen Zhou和Gang Huang等作者共同撰写，发表于2015年的《Climate Dynamics》期刊上。研究的主要机构包括中国科学院大气物理研究所的区域气候环境重点实验室、季风系统研究中心、香港城市大学能源与环境学院的Guy Carpenter亚太气候影响中心，以及中国科学院大气物理研究所的数值模拟国家重点实验室。该研究探讨了热带西北太平洋（Northwest Pacific, NWP）海表温度（Sea Surface Temperature, SST）对中国西南地区（Southwest China, SWC）秋季降水年际变化的影响。

研究背景

近年来，中国西南地区频繁发生严重且持续的干旱事件，如2006年夏季、2009年秋季至2010年春季以及2011年夏季的干旱，均打破了50年来的记录。这些干旱事件对农业、水资源、生态系统、经济和社会造成了深远的影响。尽管已有研究探讨了这些干旱事件的大气环流机制，但尚未有研究系统分析这些干旱事件的共同大气和海洋条件。因此，本研究旨在揭示中国西南地区秋季降水年际变化的成因，特别是热带西北太平洋海表温度对其的影响。

研究方法

研究使用了1961年至2011年的月降水观测数据、日本55年再分析数据（JRA-55）以及NOAA的扩展重建海表温度数据（ERSST）。通过线性技术（如相关分析、回归分析和合成分析）进行观测数据分析，并使用大气环流模型（AGCM）进行数值实验。模型采用了社区大气模型版本5.1（CAM5.1），水平分辨率为1.9°纬度×2.5°经度，垂直层次为30层。

研究结果

1. 降水与海表温度的关系：统计分析表明，中国西南地区秋季降水与同期热带西北太平洋海表温度呈显著负相关。暖海表温度通过三个动力学过程导致西南地区干旱：(1) 暖海表温度在南海上空激发异常气旋，削弱了从西北太平洋向西南地区的水汽输送；(2) 暖海表温度加强了赤道印度洋的西风，导致大部分水汽输送到海洋大陆，减少了从印度洋向西南地区的极向水汽输送；(3) 暖海表温度引发异常上升运动，导致西南地区的补偿下沉运动，抑制了降水。

2. 数值实验：数值实验结果表明，仅通过热带西北太平洋海表温度异常即可再现观测到的大气响应，表明海表温度对西南地区降水的影响具有物理基础。实验还发现，暖海表温度条件下，西南地区降水显著减少，而冷海表温度条件下，降水增加。

3. 预测信号：研究发现，夏季热带西北太平洋海表温度与秋季西南地区降水之间存在显著负相关，表明夏季海表温度可以作为秋季干旱的预测信号。

结论

本研究通过统计分析和数值实验，揭示了热带西北太平洋海表温度对中国西南地区秋季降水年际变化的显著影响。暖海表温度通过改变大气环流和水汽输送，导致西南地区干旱，而冷海表温度则有利于降水增加。此外，夏季海表温度的异常可以作为秋季干旱的预测信号，具有重要的应用价值。

研究亮点

1. 重要发现：研究首次系统揭示了热带西北太平洋海表温度对中国西南地区秋季降水年际变化的显著影响，并提出了三个具体的动力学机制。
2. 方法创新：研究结合了统计分析和数值实验，验证了海表温度对降水影响的物理机制，增强了研究结果的可靠性。
3. 应用价值：研究提出的夏季海表温度作为秋季干旱预测信号的观点，为干旱预警和应对提供了科学依据。

其他有价值的内容

研究还初步探讨了中国西南地区秋季降水的年代际变化，发现1994年后降水显著减少，可能与热带西北太平洋海表温度的长期变暖有关。这一发现为进一步研究年代际气候变化提供了新的视角。

本研究不仅深化了对中国西南地区干旱成因的理解，还为未来的气候预测和干旱应对提供了重要的科学依据。