东南亚及周边地区气候变化

来源：赛杰奥

全球气候变化及其影响是国际社会普遍关注的全球性问题。东南亚及周边地区属于亚洲季风系统的关键区，该区域是亚洲季风与ENSO 相互作用、太平洋与印度洋相互作用、南北半球相互作用的交汇中心，是气候变化最为活跃的区域之一，也是受气候变化不利影响最为严重的区域之一。东南亚及周边地区的海陆与岛屿分布非常复杂，区域内部不同时间和空间尺度的大气活动特征也各不相同，是各种灾害性天气气候（如台风、暴雨和旱涝）频繁出现的地区。同时，东南亚及周边地区还是显著的大气热源区，该区域的气候变化驱动着全球大气环流的演变（Webster and Yang，1992），对邻近区域乃至全球的天气气候都具有深远的影响（Neale and Slingo，2003）。

我国地处东南亚区域北部，在气候变化大背景下极端天气气候事件也逐年增多（Herring et al.，2014），尤其是南方地区。频发的华南暴雨洪涝灾害、沿海地区台风灾害、干旱、高温等诸多极端天气气候事件，如最近几年的南方低温雨雪冰冻灾害和西南干旱等，给社会经济发展和人民生命财产安全带来很大影响。全球及区域气候变化已对中国社会经济发展产生诸多不利影响，成为可持续发展的重大挑战。东南亚及周边地区的气候变化对我国的天气气候具有直接的影响（宋大伟，2010），因而系统性地研究东南亚及周边地区的气候变化特征及其物理机制，以及理解该地区的气候可预报性问题，不仅对当地社会经济发展等有重要的意义，也对我国天气和气候预报至关重要，可为提高我国天气气候预测水平提供新的理论依据。

《东南亚及周边地区气候变化》（杨崧等编著. 北京：科学出版社，2019.11）一书是关于东南亚及周边地区气候变化及其影响相关研究的首部系统性的学术专著。本书大部分内容是基于国家重大科学研究计划“全球变化背景下南海及周边地区春夏气候变异特征和机制及其对全球气候的反馈作用”近年来取得的最新研究成果。利用最新的观测和再分析资料，以及先进的数值模式和气候动力学分析方法，系统性地研究了东南亚及周边地区春夏季及其转换期的气候变化等问题，阐明了一系列有关东南亚及周边地区的气候动力学研究中的最新观点和结论。

主要内容包括以下四部分。 

▋（1）阐述全球变化背景下东南亚及周边地区春夏季节转换的复杂性及其对我国南方气候的影响。

东南亚及其周边地区是连接印度洋和西太平洋的重要纽带，与南亚、东亚及澳大利亚季风区直接相邻。它是东亚季风系统和印度季风系统相互作用的重要场所，也是亚洲区域对流加热最活跃的源地之一。南海季风爆发的早晚和强弱直接控制我国东部的降水和旱涝。在全球变化背景下，大范围热带季风和海洋热力环境的改变将导致东南亚及周边地区气候的改变，并对我国华南乃至全国的气候变异产生影响。春季是季节转换中一个非常重要的季节，春季气候变异过程对夏季气候有着明显的影响。东南亚及周边地区在春季和春夏季节转换的过程中是全球海-陆-气相互作用非常敏感的区域。相对于冬夏季节而言，过去对春季气候变化的研究较少。

在全球变暖背景下，东南亚及周边地区春季气候状况可能呈现新的变化规律，影响我国南方旱涝灾害的关键因子及其关系也可能发生新的变化，这些变化加剧了我国南方旱涝预测的难度与不确定性，迫切需要我们进一步进行研究和加深认识。因此，开展全球变化背景下南海及周边地区春夏气候变异和季节转换的特征、早期信号、变异机理和成因等研究势在必行。

▲ 春夏季节转换前后OLR 异常场的10d 平均演变（单位：W/m²）

▋（2）加深对青藏高原、东南亚和印太海域海-陆-气相互作用影响东南亚和我国气候的认识。

东南亚地区海陆地形复杂，最典型的是海洋性大陆地区，其由若干岛屿组成，该区域海-陆-气相互作用非常活跃。此外，在东南亚邻近区域有着“世界屋脊”之称的青藏高原，它作为一个明显隆起的热源对亚洲夏季风建立、发展及维持有重要影响（Yanai and Wu，2006），并对东南亚及周边地区的环流及降水的年际、年代际变化产生影响。

另有研究表明，印太区域热带西太平洋海温异常、赤道印度洋的海温偶极子型振荡和南海海温异常均对亚洲季风气候有显著的影响。然而，东南亚及周边地区的青藏高原、东亚大陆、热带海洋与亚洲季风系统是一个相互密切联系而又复杂的整体，要弄清它们变异的相互关系和作用还需要许多深入研究。

这些地区的海-陆-气相互作用在春季和春夏季节转换的过程中有着很大的特殊性和重要性，而这一特殊性的物理特征和动力过程及其在认识和预测气候变异的重要意义尚不清楚。因此，本书所包涵的研究成果将在多时间尺度上，加深对东南亚地区、印太区域、东亚大陆及青藏高原之间的海-陆-气相互作用影响周边气候特别是春夏季气候的科学认识。

▋（3）探究东南亚及周边地区气候变化的归因和不确定性，揭示该区域气候变化对全球气候的反馈作用，有助于增强对区域气候和全球气候相互联系的认识，并加强国际社会对该地区气候变化研究的重视。

东南亚及其周边地区的印太暖池是全球最大的热量库，其温度和质量的细微变化都会导致邻近地区乃至全球气候的异常。西太平洋暖池变化与ENSO 密切相连。南海地处热带太平洋西缘，与大西洋的墨西哥湾并称“小暖池”，后者已成为美国气候研究的热点之一。南海的热力、动力变异对于东亚季风的爆发和演变具有关键意义。印度洋热力、动力变异及印度洋地区的海-气相互作用可以通过索马里急流决定西南季风的性质和强度。

以上西太平洋—南海—印度洋通过印度尼西亚贯穿流（Indonesian through flow，ITF）等洋流交换水体和其他物理属性，通过各种过程影响东亚季风及西南季风的爆发和演变，从而影响其他地区的气候。利用气候反馈-响应分析方法（CFRAM）（Cai and Lu，2009；Lu and Cai，2009）对东南亚及周边地区气候变化的归因进行系统性的分析，量化各个物理过程对区域气候变化的贡献。另外，过去的研究往往比较关注全球气候变化对区域气候的影响，而对东南亚及周边地区气候变化对全球气候反馈作用及影响的研究却非常少见。本书的研究内容将弥补这方面研究的不足，揭示东南亚区域气候变化对南亚、东亚、非洲乃至北美的气候产生影响，这些内容将加深对区域气候和全球气候相互联系的认识，并将加强国际社会对该地区气候变化研究的重视。

▲EOF1 中各因子在EAWM 强弱年间的变化对T2m 变化形成的PTC（单位：K）空间分布形态［修改自Li 和Yang（2016）］

a：包括臭氧和反照率；b：水汽；c：云；d：大气动力过程；e：海陆热存储及海洋动力过程；f：近地表感热通量；g：近地表潜热通量；h：（a～g）各因子总和；i：观测资料中T2m 变化，打点区域通过95%置信度检验；j：各因子PTC 对EOF1 冷中心（50°～60°N，100°～120°E）的PAP 系数。“Others”包括臭氧和反照率，“Atm”是大气动力过程，“OCH”是海陆热动力过程，“LH”是地表潜热通量，“SH”是地表感热通量，“WV”是水汽，“CLD”代表云，“Sum”是7 个因子总和，打点柱形图表示观测结果

▋（4）理解东南亚及周边地区环流和降水的次季节-季节尺度上的可预报性。

东南亚地区天气气候受其他地区天气气候系统的影响，同时也强烈地影响着周边地区乃至全球的天气气候。所以，东南亚地区天气气候的预报，不仅对当地社会经济发展等有重要的意义，也对我国及其他地区的天气和气候预报至关重要。当前，主要利用两种方法开展气候预测，一是传统的物理统计方法，二是基于气候系统模式的动力预测方法。随着高性能计算机和气候系统模式的不断发展，动力预测方法的准确性不断提高。因此，大部分国家和地区也开始利用气候模式的模拟结果开展气候预测，并集中在次季节-季节时间尺度。但是气候系统模式在提供有用预测信息的同时，也存在明显的不足。因此，如何提取气候模式预测的有用信息，以及如何进一步提高气候模式的预测能力，是当前气候预测和模式发展领域中的重要研究方向。 

本书的出版得到了国家重大科学研究计划项目（2014CB953900）、国家自然科学基金项目（41690123; 91637208; 41975080; 41975074; 41805050）、广东省自然科学基金（2017A030310571）和南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）“海洋-陆地-大气相互作用与全球效应”创新团队的联合资助。

我们期望此书的出版能起到抛砖引玉的作用，通过不断深化东南亚及周边地区气候变化的认识，进一步加强应对气候变化的能力，提高该区域及我国天气预报和气候预测的水平。 

杨 崧

2019 年2 月9 日

由杨崧教授等编写的《东南亚及周边地区气候变化》系统地描述了在全球变暖背景下东南亚及周边地区区域气候的变化，分析了这一区域海-陆-气相互作用过程对全球气候变化的响应，阐明了海气耦合系统中不同的动力和热力过程对区域气候变化的相对贡献，揭示了东南亚及周边地区海温和大气加热场的长期变化对全球气候的影响，并且讨论了东南亚及周边地区气候的可预测性和预报问题。还值得指出的是，过去相关的工作大多关注冬夏两季的科学问题，而该书强调春季气候变化信号的重要性，主要关注春夏两季东南亚及周边地区的气候变化特征及其对全球气候的影响。

该书不但在区域和全球气候变化研究和教学方面有重要参考价值，而且对从事华南、南海、东南亚与南亚等地区热带气象研究和预报的有关人员来说是一本新的不可缺少的参考书。