引用本文
孙炜毅, 刘健, 王志远. 过去2000年东亚夏季风降水百年际变化特征及成因的模拟研究. 2015, 30(7): 780-790
Sun Weiyi, Liu Jian, Wang Zhiyuan. Modeling Study on the Characteristics and Causes of East Asian Summer Monsoon Precipitation on Centennial Time Scale over the Past 2000 Years. Advances in Earth Science, 2015, 30(7): 780-790  
Permissions
Copyright©2015, 地球科学进展 编辑部
过去2000年东亚夏季风降水百年际变化特征及成因的模拟研究
孙炜毅1, 刘健1,2*,, 王志远1
1 南京师范大学地理科学学院,虚拟地理环境教育部重点实验室,江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心,江苏 南京 210023
2江苏省大规模复杂系统数值模拟重点实验室,南京师范大学科学计算中心,江苏 南京 210023
*通讯作者：刘健（1966-）,女,四川合江人,教授,主要从事全球变化和古气候模拟研究.E-mail:jliu@njnu.edu.cn

作者简介：孙炜毅（1991-）,男,山东潍坊人,硕士研究生,主要从事古气候模拟研究.E-mail:leosunweiyi@126.com

基金:国家自然科学基金项目“过去2000 年亚洲季风气候百年际变化特征与机理的模拟研究”（编号：41371209）; 江苏省高校自然科学研究重大项目“过去2000年全球和东亚季风气候变化的模拟研究”（编号：14KJA170002）资助
摘要

利用地球系统模式CESM过去2 000年气候模拟试验结果,探讨了在百年尺度上东亚夏季风降水的时空变化特征及其成因,对于认识百年尺度气候变化规律、区分外强迫因子对东亚季风的影响有着重要的科学意义。研究表明：①东亚夏季风降水与温度基本同相变化,降水存在准100年、准150年和准200年周期。②降水标准化EOF第一模态为由北向南 “负—正—负—正”的条带状空间分布,而EOF第二模态基本为全区一致的分布型态。③东亚夏季风降水准100年周期主要受太阳辐射、火山活动和气候系统内部变率的共同影响;准150年周期主要受太阳辐射的影响;准200年周期主要受太阳辐射和火山活动的影响。东亚夏季风降水在温带地区主要受温室气体和土地利用/覆盖的影响;在副热带地区主要受太阳辐射和火山活动的影响;在热带地区主要受太阳辐射、火山活动和气候系统内部变率的影响。

关键词: 过去2000年; 气候模拟; 东亚夏季风; 外强迫因子; 百年尺度
中图分类号:P426.6 文献标志码:A 文章编号:1001-8166(2015)07-0780-11
Modeling Study on the Characteristics and Causes of East Asian Summer Monsoon Precipitation on Centennial Time Scale over the Past 2000 Years
Sun Weiyi1, Liu Jian1,2, Wang Zhiyuan1
1. School of Geography Science, Nanjing Normal University, Key Laboratory of Virtual Geographic Environment of Ministry of Education,Jiangsu Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application, Nanjing 210023
2. Jiangsu Key Laboratory for Numerical Simulation of Large Scale Complex Systems, Scienjpgic Computing Center, Nanjing Normal University, Nanjing 210023
Abstract

The characteristics and causes of the spatio-temporal variation of the EASM precipitation on centennial time scale were analyzed in this paper based on the climate simulation results over the past 2000 years using the Community Earth System Model (CESM). It has an important scienjpgic significance to recognize the climate change on centennial time scale and to distinguish the influence of external forcing on the EASM. The results show: ①The East Asian Summer Monsoon (EASM) precipitation and temperature mainly reflect an in phase variability on centennial time scale. We found that there are three periodicities (100a, 150a and 200a) in the EASM precipitation. ②The spatial structures of the first mode of the standardization EOF of the EASM precipitation show the “minus-plus-minus-plus” zonal belts while the spatial structures of the second mode show almost an in phase variability in the East Asian region. ③The 100 year cycle of the EASM precipitation is caused by the total solar irradiation, the volcanic eruptions and the internal variability of climate system. The 150 year cycle is caused by the total solar irradiation and the 200 year cycle is caused by the total solar irradiation and the volcanic eruptions. The main cause of the spatial patterns of precipitation in the East Asian region is the total solar irradiation but forcings affect differently in different latitude. The factors affecting the spatial change of the extratropical EASM precipitation are the greenhouse gases and the land use and land cover change, while the factors affecting the spatial change of the subtropical EASM precipitation are the total solar irradiation and the volcanic eruptions. And the factors affecting the spatial change of the tropical EASM precipitation are the total solar irradiation, the volcanic eruptions and the internal variability of climate system.

Keyword: Past 2000 years; Climate simulation; The East Asian summer monsoon; External forcing; centennial time scale.
1 引言

东亚是世界上季风气候最显著的区域之一, 东亚季风变化对东亚各国农业、水资源、生态系统、粮食安全、旱涝灾害、社会经济可持续发展等都具有深远影响[1, 2], 研究东亚季风的变化规律具有重要的现实意义。中国气象学家竺可桢[3]率先开展了东亚季风变化研究, 之后专家学者借助器测资料针对东亚季风的时空变化特征[4~6]、机理[7~9]及其对我国气候异常的影响[10~12]等方面开展了大量工作, 这些研究侧重于探讨季节内、年际以及年代际尺度上东亚季风的变化规律和成因机制, 但对于东亚夏季风（East Asian summer monsoon, EASM）降水百年际变化的研究还很欠缺。

联合国政府间气候变化专业委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）第五次评估报告指出[13], 1880— 2012年全球平均温度升高0.85 ℃。全球变暖会导致极端天气、气候现象发生的频率增加, 造成不可估量的经济损失, 所以对未来百年的气候预测直接关系到社会经济可持续发展。而预测未来百年的气候变化, 首先需要认识历史时期气候的百年尺度变化规律及其成因机制。但是, 受现代器测资料时间长度及重建资料空间分辨率的制约, 对气候的百年尺度变化规律及其成因的研究还很欠缺。利用可靠的气候数值模式进行2000年的气候模拟试验是解决该问题的关键。

过去2000年是国际地圈生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)的核心研究计划“ 过去全球变化(Past Global Changes, PAGES)” 关注的重点时段[14], 它既包括工业革命前的气候“ 纯自然变化” 时段, 又包括工业革命以来在自然变化基础上叠加了人为影响的气候变化时段, 因此过去2000年气候模拟对于认识百年尺度气候变化规律、阐明自然因子与人类活动对气候影响的成因机理具有重要的科学意义[15]。然而迄今为止, 过去2000年的气候模拟研究还很欠缺。

近年来, 科学家们使用不同的气候模式开展了过去千年的气候模拟试验[16~21]。Liu等[22]利用全球海气耦合模式ECHO-G的千年模拟试验结果发现, 在百年尺度上东亚夏季风降水主要受外强迫的影响; 况雪源等[23]利用ECHO-G模式的过去千年模拟结果发现, 中世纪暖期东亚夏季风主要受有效太阳辐射的影响, 而现代暖期主要受温室气体的影响; 周秀骥等[24]利用FGOALS_gl模式模拟结果, 发现小冰期东亚夏季风环流最弱, 降水呈现“ 南涝/北旱” 分布格局; 满文敏等[25]利用MPI-ESM模式的过去千年模拟结果, 发现东亚夏季风在中世纪暖期较强。上述气候模拟研究主要集中在过去1000年时段, 并未涵盖完整的中世纪暖期, 不足以阐明20世纪暖期的历史地位, 而过去2000年不仅包含了完整的中世纪暖期, 还包含了罗马暖期, 这就为研究20世纪暖期的历史地位及其成因提供了新的依据。而且, 上述千年的气候模拟研究都是基于全强迫试验, 缺乏单因子驱动的敏感性试验, 难以区分不同外强迫因子与气候系统内部变率对东亚夏季风降水的影响。因此, 本文将使用通用地球系统模式（Community Earth System Model, CESM）模拟的过去2000年全强迫试验及单因子敏感性试验结果, 分析东亚夏季（5~9月）季风降水的时空变化特征及其成因。已有的研究东亚季风降水的文章, 对“ 夏季” 有JJA[8], MJJA[22], JJAS[26]和MJJAS[27]各种不同的选择, 通常关注的时间尺度越长, “ 夏季” 所包含的月份越多, 本文关注的是百年尺度, 且东亚季风强盛时期可在5月爆发, 9月雨量可与6月相当[28], 故选择5~9月, 可以更好地包含东亚夏季风降水变化的完整过程。

2 资料简介
2.1 模拟资料介绍

CESM是由美国国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research, NCAR）在2010年7月推出的通用地球系统模式, 我们采用CESM低分辨率版本（CESM1.0.3, T31_g37）共进行了8组过去2000年的气候模拟试验, 本研究使用其中的6组试验结果进行分析, 分别是全强迫试验（All forcings experiment, All）、控制试验（Control experiment, Ctrl）、太阳辐射单因子敏感性试验（Total solar irradiationexperiment, TSI）、火山活动单因子敏感性试验（Volcanic eruptions experiment, Vol）、温室气体单因子敏感性试验（Greenhouse gases experiment, GHGs）和土地利用/覆盖单因子敏感性试验（Land use and land cover change experiment, LUCC）（表1）。All的外强迫条件包括太阳辐射[30]、火山活动[31]、温室气体浓度[32]、土地利用/土地覆盖[33] 和地球轨道参数[34], 详见参考文献[35]。为了聚焦百年尺度变化特征, 本文第3, 4章的分析均采用各试验结果和驱动因子序列的51年滑动平均值。模拟试验采用的主要外强迫因子的时间序列见图1, 其中温室气体仅用CO2代表（实际还包括CH4和N2O）, 土地利用/覆盖仅用农作物（Crop）代表, 实际包括17 种下垫面覆被类型。

表1本研究所采用的6组过去2000年气候模拟试验

Table 1 Six climatic modeling experiments over the past 2000 years used in this study.

图1 过去2000年模拟试验所采用的主要外强迫因子变化的时间序列
（a）太阳辐射[30]（W/m2）; （b）火山活动[31]（g/m2）; （c）温室气体[32]（CO2浓度, ppm）; （d）土地利用/覆盖[33]（农作物所占的格点百分比, %）Fig.1 Time series of the main individual forcings used in model experiments over the past 2000 years
(a) Total solar irradiation (W/m2); (b) Volcanic aerosol mass (g/m2); (c) Greenhouse-gases (CO2concentration, ppm); (d) Land use and land cover rate (percent crop of grid cell, %)

2.2 模拟结果的验证

为了验证模式模拟结果的可靠性, 本文使用观测/再分析资料、重建资料以及其他模式模拟结果进行对比（表2）。首先选用美国气候预测中心降水集合分析资料[36](Climate prediction center Merged Analysis of Precipitation, CMAP)以及第二版全球降水气候项目的降水资料[37](The Version-2 Global Precipitation Climatology Project, GPCP)与模式模拟的东亚区域（5° ~55° N, 100° ~140° E）年降水的气候平均态进行对比, 之后选用葛全胜等[15]重建的过去2000年中国区域温度距平序列（简称Ge）和德国马普气象研究所利用海气耦合气候模式（ECHO-G）开展的过去千年全强迫试验ERIK[38]模拟的温度距平序列与模式模拟的东亚区域过去2000年温度变化进行对比。为了便于与模式模拟结果对比, 首先将CMAP和GPCP的降水资料线性插值为与模式相同的分辨率（3.75° × 3.75° ）。图2分别为再分析资料CMAP（1979— 2008年）、观测资料GPCP（1979— 2008年）以及全强迫试验（All）的1971— 2000年降水率的气候平均态。CMAP的年平均降水率（图2 a）与GPCP（图2 b）的空间相关系数为0.94, 均方根误差为0.97 mm/d, 而模式模拟的年平均降水率（图2 c）与GPCP的空间相关系数为0.81, 均方根误差为1.42 mm/d, 可见, 模式模拟结果与再分析资料精度相近。但模式模拟的年平均降水率在青藏高原地区总体偏高, 这可能是目前耦合气候模式的共性问题[39, 40]。因此, CESM模拟的东亚区域年降水的气候平均态较为真实。

图3为中国区域平均的过去2000年平均温度距平（相对于1851— 1950年）, 蓝线是ERIK[38]试验模拟的温度距平, 时段为1000— 1990年, 黑线是Ge[15]重建的温度距平, 由于重建资料的时间分辨率为10年, 所以将All与ERIK的温度距平通过插值变成与之对应的10年分辨率。All的温度波动变化与Ge及ERIK的温度都较为一致, 过去1000年All的温度与Ge的相关系数为0.39, 与ERIK的温度相关系数为0.69, 均达到99%置信度; 过去2000年All的温度与Ge的相关系数为0.26, 也达到99%置信度。因此, 模式模拟的东亚地区过去2000年的温度变化较为合理。

由于本文关注的是东亚季风变化, 因此需要对比模式在不同季节上的模拟结果。图4比较了东亚地区观测/再分析资料与模式模拟的降水率的年变化, All的降水率与观测/再分析资料在8月同时达到峰值, 在2月降到谷值, 且模拟的5~9月降水率与观测/再分析资料较为接近, 但是模拟的冬半年降水率比观测/再分析资料高。计算表明, All与GPCP的降水序列的相关系数为0.98, 达到99%置信度, 因此, CESM模拟的降水率的季节变化在东亚地区上的表现也是合理的。

表2用于对比的观测/再分析资料、重建资料及其他模式模拟资料

Table 2 Observational, reanalysis, reconstructed and simulated datasets used in comparison

图2 年降水率（mm/d）的气候平均态
（a）CMAP[36]; （b）GPCP[37]; （c）All; （a）和（c）中左上角和左下角的数字分别为与GPCP的空间相关系数和均方根误差Fig.2C omparison of the climatological annual mean precipitation rate(mm/d)
The numbers shown in the upper-left and lower-left corners of(a)and(c)indicate pattern correlation coefficients and root mean square errors with GPCP, respectively

图3 过去2000年中国区域平均温度距平（℃, 相对于1851— 1950年）的时间序列Fig.3T ime series of area averaged annual mean surface temperature anomaly(℃, relative to 1851-1950)over China over the past 2000 years

图4 CMAP, GPCP和All的降水率的年变化（mm/d）Fig.4 The annual cycle of precipitation rate (mm/d)derived from CMAP, GPCP, and All

3东亚夏季风降水百年际变化特征
3.1 时间变化特征

从All降水率和地表温度（5~9月）的距平时间序列（图5a）来看, 过去2000年东亚夏季降水和温度的波动变化较为一致, 两者相关系数为0.52, 达到99%置信度。在图5 a中100— 200年, 温度和降水呈现反相变化, 而在过去2000年的其他时段温度和降水基本呈现同相变化, 具体表现为暖期降水多, 冷期

降水少。图5 b反映的是东亚夏季降水的功率谱, 93年和111年的峰值都达到95%置信度, 可以看作是准100年周期。百年以上还存在2个较为明显的峰值, 分别是144年和196年, 均达到99%置信度, 可见, 东亚夏季风降水存在准100年、准150年和准200年的周期。陈超等[41]利用CCSM2.0过去千年模拟试验得出中国东部准100年、准200年的周期, 使用ERIK[38]模拟结果, 对东亚夏季降水进行功率谱分析, 发现也存在准100年和准200年的周期, 与本文的准100年和准200年周期较为一致, 而准150年周期并未出现, 这说明东亚季风降水的百年际尺度变化特征可能具有模式依赖性, 今后将对此作深入分析。

图5 过去2000年东亚夏季降水与地表气温变化
（a）降水率距平（mm/d, 相对于1— 2000年）与地表温度距平（℃, 相对于1— 2000年）的时间序列; （b）降水率时间序列的功率谱Fig.5T ime series of East Asian summer precipitation rateand surface temperatureover the past 2000 years
(a) Precipitation rateanomaly (mm/d, relative to 1-2000) andsurface temperature anomaly (℃, relative to 1-2000); (b)Power spectrum of the time series of East Asian summer precipitation rate

3.2空间变化特征

通过东亚夏季风降水的标准化场进行经验正交函数分解（Empirical orthogonal function, EOF）分析其在空间上的变化特征。基于North等[42]的EOF分解的特征值样本误差估计方法, 发现第一模态和第二模态的方差贡献分别为18.87%和13.88%（图6 a）, 能够被独立区分, 而第三模态无法被独立区分。从EOF第一特征向量（图6 b）可以看到, 东亚区域降水由北向南依次为“ 负— 正— 负— 正” 的条带状分布, 并且由北向南降水的变率越来越大, 20° N以北的正、负值中心均出现在105° E的内陆地区, 低纬地区的负值中心出现在中国南海地区; 而EOF第二模态的特征向量（图6 c）则呈现东亚地区全区基本一致的分布型态, 仅中南半岛和山东省东部沿海地区呈反相变化。而王红丽等[20]利用ECHO-G过去千年模拟试验, 发现百年尺度中国东部EOF第一特征向量（解释方差19.73%）全区一致分布的特征, 第二特征向量（解释方差12.17%）

为长江和黄河中下游与其南北两侧区域反相分布, 与CESM过去2000年模拟结果存在差异, 可能与东亚季风降水的百年际尺度变化特征具有模式依赖性有关, 今后将对此作深入分析。

图6 All的东亚夏季风降水标准化EOF
（a）All降水标准化EOF前4个模态的解释方差及特征值误差范围检验; （b）EOF第一特征向量; （c）EOF第二特征向量Fig.6 The standardization EOF of the summer mean precipitation rate of All
(a) Fractional variance (%) explained by the first four EOF modes of the EASM precipitation rate of All and the error range test of eigenvalues; (b) The spatial structure of the first EOF mode; (c) The spatial structure of the second EOF mode

4 东亚夏季风降水百年变化成因分
4.1 时间变化成因

通过功率谱分析发现, 图7 a 中All降水存在准100年、准150年和准200年周期。Ctrl降水（图7 b）、太阳辐射（图7 c）和火山活动序列（图7 d）都存在准100年的周期（99%置信度）, 并且100年带通滤波处理后的All与太阳辐射和火山活动序列的波动变化一致（图略）, 相关系数分别为0.4和-0.57（95%置信度）, 由于All本身存在Ctrl的周期信号, 且Ctrl代表气候系统内部变率, 故东亚夏季风降水的准100年周期是由太阳辐射、火山活动及气候系统内部变率共同影响。太阳辐射序列存在准150年的周期（99%置信度）, 且150年带通滤波处理后的All与太阳辐射（图略）的相关系数为0.48（95%置信度）, 故降水准150年周期主要由太阳辐射影响。太阳辐射和火山活动序列都存在准200年周期（99%置信度）, 且200年带通滤波处理后的All与太阳辐射和火山活动（图略）的相关系数分别为0.59和-0.54（95%置信度）, 故降水的准200年周期是由太阳辐射和火山活动共同影响。温室气体（图7 e）和土地利用/覆盖序列（图7 f）并没有百年以上的周期信号达到95%置信度, 且温室气体和土地利用/覆盖序列与All降水的相关系数分别为0.23和0.16, 均无法达到90%置信度, 故温室气体和土地利用/覆盖对东亚夏季风降水百年际时间变化的影响并不显著。

图7 东亚夏季风降水和外强迫因子的功率谱
（a）All; （b）Ctrl; （c）太阳辐射; （d）火山活动; （e）温室气体; （f）土地利用/覆盖Fig.7 Power spectrum of time series ofEASM precipitation and the forcings
(a)All, (b)Ctrl, (c)total solar irradiation, (d)volcanic eruptions, (e)greenhouse-gases, (f)land use and landcover

4.2 空间变化成因

图8描述的是全强迫试验（图8 a）、控制试验（图8 b）、太阳辐射敏感性试验（图8 c）、火山活动敏感性试验（图8 d）、温室气体敏感性试验（图8 e）和土地利用/覆盖敏感性试验（图8 f）模拟的东亚夏季风降水标准化EOF第一特征向量。首先分析外强迫因子对Ctrl的调制作用。太阳辐射对Ctrl的调制作用（图8 b和c）主要发生在30° N以北的区域, 并将Ctrl中40° N的正值区扩大, 从而将其北侧的负值区向北推进, 将其南侧的条带状负值区向南推进; 火山活动对Ctrl的调制作用（图8 b和d）主要是将5° N以南的负值区扩大, 并将其以北的正值区向北推进; 温室气体对Ctrl的调制作用（图8 b和e）主要是将10° ~25° N的正值区扩大, 并将其以北的负值区向北推进; 土地利用/覆盖对Ctrl的调制作用（图8b和f）只将45° N以北的负值区扩大, 说明土地利用/覆盖对Ctrl的调制作用很小。

将Ctrl及各个单因子敏感性试验与All进行空间相关分析, 发现TSI、Vol与All的空间相关系数分别为0.73和-0.57, 而GHGs, LUCC和Ctrl与All的空间相关系数分别为0.39, 0.36和0.37, 说明东亚夏季风降水在整个东亚地区的百年际空间变化主要受太阳辐射影响。而不同外强迫因子在不同纬度带上对降水的影响是否会有差异呢?从图8 a和c中可以发现, TSI降水在40° N以南地区的条带状分布与All基本一

致, 而40° N以北地区东西正负相间分布与All有所差异, 说明太阳辐射对降水的影响集中在热带和副热带地区; Vol降水在中低纬度地区的分布与All一致（图8 a和d）, 而在东亚温带地区差异较大, 说明火山活动对降水的影响集中在热带和副热带地区; GHGs降水在30° N以北地区的条带状分布与All基本一致（图8 a和e）, 30° N以南地区差异较大, 说明温室气体对降水的影响集中在温带地区; LUCC降水在45° N以北地区的分布与All较为一致（图8 a和f）, 说明土地利用/覆盖对降水的影响集中在温带地区。Ctrl降水在20° N以北地区与All差异较大（图8 a和b）, 在20° N以南的低纬地区与All较为一致, 故气候系统内部变率对降水的影响集中在热带地区。由于TSI和Vol模拟的标准化降水EOF第二模态无法通过north检验, 因此东亚夏季风降水标准化EOF第二模态的成因还有待进一步探究。

图8 各试验的东亚夏季降水标准化EOF第一特征向量Fig.8 The spatial structure of the first EOF mode of East Asian summer precipitation
（a）All; （b）Ctrl; （c）TSI; （d）Vol; （e）GHGs; （f）LUCC

5结论

本文利用地球系统模式CESM的低分辨率版本模拟的过去2000年全强迫试验以及各个敏感性试验结果, 探讨了在百年尺度上东亚夏季风降水的时空变化特征及其成因。主要结论如下：

（1）模式模拟东亚区域降水的气候平均态与观测资料的空间相关系数为0.81, 均方根误差为1.42 mm/d, 模拟东亚区域降水率的年变化与观测资料的相关系数为0.98, 与再分析资料的精度相当; 模拟的中国区域地表气温与重建及其他模拟结果的波动变化较为一致。表明CESM模式对东亚地区的模拟是合理的。

（2）过去2000年东亚夏季风降水百年尺度降水与温度基本同相变化, 且降水存在准100年、准150年和准200年周期。

（3）降水标准化EOF第一模态反映出由北向南“ 负-正-负-正” 的条带状空间分布, 并且降水由北向南的变率越来越大; 而EOF第二模态基本为全区一致的分布型态。

（4）对比外强迫因子序列发现, 东亚夏季风降水的准100年周期主要受太阳辐射、火山活动和气候系统内部变率的共同影响; 准150年周期主要受太阳辐射的影响, 准200年周期主要受太阳辐射和火山活动的影响; 而温室气体和土地利用/覆盖对东亚夏季风降水百年际时间变化并无显著影响。对比单因子敏感性试验发现, 降水在温带地区主要受温室气体和土地利用/覆盖的影响, 在副热带地区主要受太阳辐射和火山活动的影响, 在热带地区主要受太阳辐射、火山活动和气候系统内部变率的影响。

以上结论是基于CESM模式的过去2000年模拟试验分析得出的, 对于区分不同外强迫因子对东亚夏季风降水百年际变化的影响以及解释过去2000年不同代用资料重建的气候序列的成因具有一定的科学价值。但如何定量区分外强迫因子与气候系统内部变率的影响还有待进一步深入研究。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Wang Huijun, Fan Ke. Recent changes in the East Asian monsoon[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2013, 37(2): 313-318.
[王会军, 范可. 东亚季风近几十年来的主要变化特征[J]. 大气科学, 2013, 37(2): 313-318. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.802]
[2] Huang Ronghui, Gu Lei, Chen Jilong, et al. Recent progresses in studies of the temporal spatial variations of the East Asian monsoon system and their impacts on climate anomalies in China[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2008, 32(4): 691-719.
[黄荣辉, 顾雷, 陈际龙, 等. 东亚季风系统的时空变化及其对我国气候异常影响的最近研究进展[J]. 大气科学, 2008, 32(4): 691-719. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.802]
[3] Zhu Kezhen. The enigma of southeast monsoon in China[J]. Acta Geographica Sinica, 1934, 1(1): 1-27.
[竺可桢. 东南季风与中国之雨量[J]. 地理学报, 1934, 1(1): 1-27. ] [本文引用:1] [CJCR: 3.304]
[4] Chang C P, Zhang Yongsheng, Li Tim. Inter-annual and inter-decadal variations of the East Asian summer monsoon and the tropical sea-surface temperatures. Part 1: Relation relationships with Yangtze River Valley rainfall[J]. Journal of Climate, 2000, 13: 4 310-4 325. [本文引用:1] [JCR: 4.904]
[5] Ding Yihui, Johnny C. The East Asian summer monsoon: An overview[J]. Meteorology and Atmospheric Physics, 2005, 89(1): 117-142. [本文引用:1] [JCR: 1.245]
[6] Guo Qiyun. The summer monsoon intensity index in East Asia and its variation[J]. Acta Geographica Sinica, 1983, 38(3): 207-217.
[郭其蕴. 东亚夏季风强度指数及其变化的分析[J]. 地理学报, 1983, 38(3): 207-217. ] [本文引用:1] [CJCR: 3.304]
[7] Li Feng, He Jinhai. The decadal change of the interaction between northern pacific SSTA and the East Asian summer monsoon[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2000, 16(3): 260-271.
[李峰, 何金海. 北太平洋海温异常与东亚夏季风相互作用的年代际变化[J]. 热带气象学报, 2000, 16(3): 260-271. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.073]
[8] Wang Bin, Wu Zhiwei, Li Jianping, et al. How to measure the strength of the East Asian summer monsoon[J]. Journal of Climate, 2008, 21(17): 4 449-4 463. [本文引用:1] [JCR: 4.904]
[9] Huang Ronghui, Sun Fengying. Impacts of the thermal state and the convective activities in the tropical western warm pool on the summer climate anomalies in East Asia[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 1994, 18(2): 141-151.
[黄荣辉, 孙凤英. 热带西太平洋暖池的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季风气候异常的影响[J]. 大气科学, 1994, 18(2): 141-151. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.802]
[10] Zhou Liantong, Huang Ronghui. Research on the characteristics of interdecadal variability of summer climate in China and its possible cause[J]. Climatic and Environmental Research, 2003, 8(3): 274-290.
[周连童, 黄荣辉. 关于我国夏季气候年代际变化特征及其可能成因的研究[J]. 气候与环境研究, 2003, 8(3): 274-290. ] [本文引用:1] [CJCR: 0.846]
[11] Huang Ronghui, Chen Jilong, Huang Gang. Characteristics and variations of the East Asian monsoon system and its impacts on climate disasters in China[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2007, 24(6): 993-1 023. [本文引用:1] [JCR: 1.459] [CJCR: 1.057]
[12] Ju Jianhua, Zhao Erxu. Impacts of the low frequency oscillation in East Asian summer monsoon on the drought and flooding in the middle and lower valley of the Yangtze River[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2005, 21(2): 163-171.
[琚建华, 赵尔旭. 东亚夏季风区的低频振荡对长江中下游旱涝的影响[J]. 热带气象学报, 2005, 21(2): 163-171. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.073]
[13] IPCC. Climate Change 2013: The physical science basis[C]∥Stocker T F, Qin Dahe, Plattner G-K, et al. eds. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2013. [本文引用:1]
[14] Wei Zhudeng, Fang Xiuqi, Su Yun, et al. A review of climatic impacts on Chinese socio-economic development over the past 2000 years[J]. Advances in Earth Science, 2014, 29(3): 336-343.
[魏柱灯, 方修琦, 苏筠, 等. 过去2000年气候变化对中国经济与社会发展影响研究综述[J]. 地球科学进展, 2014, 29(3): 336-343. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.16]
[15] Ge Quansheng, Liu Jian, Fang Xiuqi, et al. General characteristics of temperature change and centennial warm periods during the past 2000 years[J]. Acta Geographica Sinica, 2013, 68(5): 579-592.
[葛全胜, 刘健, 方修琦, 等. 过去2000年冷暖变化的基本特征与主要暖期[J]. 地理学报, 2013, 68(5): 579-592. ] [本文引用:3] [CJCR: 3.304]
[16] Ti Ruyuan, Gu Yajin, Liu Jian, et al. A modeling study on summer precipitation of the last 1000 years in East China[J]. Quaternary Sciences, 2009, 29(6): 1 104-1 114.
[提汝媛, 顾亚进, 刘健, 等. 近千年中国东部夏季降水的模拟研究[J]. 第四纪研究, 2009, 29(6): 1 104-1 114. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.996]
[17] Kuang Xueyuan, Liu Jian, Wang Hongli, et al. Comparison of simulated and reconstructed precipitation in China during the last millennium[J]. Advances in Earth Science, 2009, 24(2): 159-171.
[况雪源, 刘健, 王红丽, 等. 近千年来中国区域降水模拟与重建资料的对比分析[J]. 地球科学进展, 2009, 24(2): 159-171. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.16]
[18] Liu Jian, Wang Bin, Ding Qianghua, et al. Centennial variations of the global monsoon precipitation in the last millennium: Results from ECHO-G model[J]. Journal of Climate, 2009, 22(9): 2 356-2 371. [本文引用:1] [JCR: 4.904]
[19] Man Wenmin, Zhou Tianjun. Regional-scale surface air temperature and East Asian summer monsoon changes during the last millennium simulated by the FGOALS-gl climate system model[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2014, 31(4): 765-778. [本文引用:1] [JCR: 1.459] [CJCR: 1.057]
[20] Wang Hongli, Liu Jian, Wang Zhiyuan, et al. A modeling study on centennial scale changes in Eastern China during the past 1000 years[J]. Chinese Science Bulletin, 2011, 56(19): 1 562-1 567.
[王红丽, 刘健, 王志远, 等. 近千年中国东部夏季气候百年尺度变化的模拟分析[J]. 科学通报, 2011, 56(19): 1 562-1 567. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.541]
[21] Liu Jian, Wang Bin, Cane M A, et al. Divergent global precipitation changes induced by natural versus anthropogenic forcing[J]. Nature, 2013, 493(7 434): 656-659. [本文引用:1] [JCR: 42.351]
[22] Liu Jian, Wang Bin, Wang Hongli, et al. Forced response of the East Asian summer rainfall over the past millennium: Results from a coupled model simulation[J]. Climate Dynamics, 2011, 36(1/2): 323-336. [本文引用:2] [JCR: 4.619]
[23] Kuang Xueyuan, Liu Jian, Lin Huijuan, et al. Comparison of east asian summer monsoon in three climate typical periods during last millennium based on ECHO-G simulation[J]. Advances in Earth Science, 2010, 25(10): 1 082-1 090.
[况雪源, 刘健, 林惠娟, 等. 近千年来三个气候特征时期东亚夏季风的模拟对比[J]. 地球科学进展, 2010, 25(10): 1 082-1 090. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.16]
[24] Zhou Xiuji, Zhao Ping, Liu Ge, et al. Characteristics of decadal-centennial-scale changes in East Asian summer monsoon circulation and precipitation during the Medieval Warm Period and Little Ice Age and in the present day[J]. Chinese Science Bulletin, 2011, 56(25): 2 060-2 067.
[周秀骥, 赵平, 刘舸, 等. 中世纪暖期、小冰期与现代东亚夏季风环流和降水年代—百年尺度变化特征分析[J]. 科学通报, 2011, 56(25): 2 060-2 067. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.541]
[25] Man Wenmin, Zhou Tianjun, Jungclaus J. Simulation of the east Asian summer monsoon during the last millennium with the MPI Earth system model[J]. Journal of Climate, 2012, 25(22): 7 852-7 866. [本文引用:1] [JCR: 4.904]
[26] Yu Shihua, Qian Zhencheng. Features and probable mechanism of the medium—Range variation of East-Asia summer monsoon circulation system[J]. Quarterly Journal of Applied Meteorology, 1992, 3(1): 114-119.
[喻世华, 钱贞成. 东亚夏季环流的中期变动特征和可能机制[J]. 应用气象学报, 1992, 3(1): 114-119. ] [本文引用:1]
[27] Yan Ying. Discussion on the temporal variation and forecast of the East Asian monsoon[J]. Journal of Marine Sciences, 2012, 30(2): 21-26.
[颜映. 东亚季风的时间变化及其预报探讨[J]. 海洋学研究, 2012, 30(2): 21-26. ] [本文引用:1] [CJCR: 0.527]
[28] Chen Longxun, Li Wei, Zhao Ping, et al. On the process of summer monsoon onset over East Asia[J]. Climatic and Environmental Research, 2000, 5(4): 345-355.
[陈隆勋, 李薇, 赵平, 等. 东亚地区夏季风爆发过程[J]. 气候与环境研究, 2000, 5(4): 345-355. ] [本文引用:1] [CJCR: 0.846]
[29] Rosenbloom N A, Otto-Bliesner B L, Brady E C, et al. Simulating the mid-Pliocene Warm Period with the CCSM 4 model[J]. Geoscienjpgic Model Development, 2013, 6(2): 549-561. [本文引用:1]
[30] Shapiro A I, Schmutz W, Rozanov E, et al. A new approach to the long-term reconstruction of the solar irradiance leads to large historical solar forcing[J]. Astronomy & Astrophysics, 2011, 529(A67): 1-8. [本文引用:1]
[31] Gao C, Robock A, Ammann C. Volcanic forcing of climate over the past 1500 years: An improved ice core-based index for climate models[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2008, 113(D23): 1-15. [本文引用:1]
[32] MacFarling M C, Etheridge D, Trudinger C, et al. Law Dome CO2, CH4 and N2O ice core records extended to 2000 years BP[J]. Geophysical Research Letters, 2006, 33(14): 1-4. [本文引用:1] [JCR: 4.456]
[33] Kaplan J O, Krumhardt K M, Zimmermann N. The prehistoric and preindustrial deforestation of Europe[J]. Quaternary Science Reviews, 2009, 28(27/28): 3 016-3 034. [本文引用:1] [JCR: 4.571]
[34] Berger A. Long-term variations of daily insolation and quaternary climate changes[J]. Journal of the Atmospheric Sciences, 1978, 35(12): 2 362-2 367. [本文引用:1] [JCR: 3.036]
[35] Wang Zhiyuan, Liu Jian. Modeling study on the characteristics and mechanisms of global typical warm periods over the past 2000 years[J]. Quaternary Sciences, 2014, 34(6): 1 165-1 175.
[王志远, 刘健. 过去2000年全球典型暖期特征与机制的模拟研究[J]. 第四纪研究, 2014, 34(6): 1 165-1 175. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.996]
[36] Xie P, Arkin P A. An Intercomparison of gauge observations and satellite estimates of onthly precipitation[J]. Journal of Applied Meteorology, 1995, 34(5): 1 143-1 160. [本文引用:1] [JCR: 1.702]
[37] Adler R F, Huffman G J, Chang A, et al. The Version-2 Global Precipitation Climatology Project (GPCP) monthly precipitation analysis (1979-present)[J]. Journal of Hydrometeorology, 2003, 4(6): 1 147-1 167. [本文引用:1] [JCR: 3.573]
[38] Zorita E, González-Rouco J F, Von Storch H, et al. Natural and anthropogenic modes of surface temperature variations in the last thousand years[J]. Geophysical Research Letters, 2005, 32(8): 1-4. [本文引用:3] [JCR: 4.456]
[39] Yu R C, Li W, Zhang X H, et al. Climate features related to Eastern China summer rainfalls in the NCAR CCM3[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2000, 17(4): 503-518. [本文引用:1] [JCR: 1.459] [CJCR: 1.057]
[40] Chen H M, Zhou T J, Neale R B, et al. Performance of the New NCAR CAM 3. 5 in the East Asian summer monsoon simulations: Sensitivity to modifications of the convection scheme[J]. Journal of Climate, 2010, 23(13): 3 657-3 675. [本文引用:1] [JCR: 4.904]
[41] Chen Chao, Shen Xinyong, Xu Ying. An analysis of precipitation and atmospheric circulation characteristics over eastern China in the past millennium under different forcing factors[J]. Quaternary Sciences, 2011, 31(5): 873-882.
[陈超, 沈新勇, 徐影. 过去千年不同强迫因子对中国东部5~9月降水及其环流场特征影响分析[J]. 第四纪研究, 2011, 31(5): 873-882. ] [本文引用:1] [CJCR: 1.996]
[42] North G R, Bell T L, Cahalan R F, et al. Sampling errors in the estimation of empirical orthogonal functions[J]. Monthly Weather Review, 1982, 110(7): 699-706. [本文引用:1] [JCR: 3.616]