中全新世北太平洋年代际振荡及其机制研究

北太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）是年代际尺度上北太平洋海－气系统变化的强信号，与北太平洋及周边地区的气候变率关系密切。针对已有研究对PDO机制的认识差异，和对中全新世暖期北太平气候变率研究的不足，本项目拟用FOAM（Fast Ocean-Atmosphere Model）海－气耦合模式，结合高分辨率古气候代用指标，研究中全新世北太平洋海洋、大气的气候特征，对比分析PDO的空间结构及时频变化规律；阐明经向热力异常引起的北太平洋副热带环流和副极地环流调整框架，及其引发的赤道太平洋与中纬度地区海－气耦合的反馈过程；研究海洋环流调整及海洋波动对PDO变率的作用。本项目研究对深入理解中全新世北太平洋地区的气候年代际振荡，提高对未来环境变化的预测能力具有重要意义。

项目按照既定方案展开工作，系统地研究了现代和中全新世两个典型时期PDO的特征、变化过程、影响因素及机制，完成了预定的研究目标。项目目前发表核心论文3篇，SCI一区审稿1篇。项目基于多个耦合气候模式的模拟结果，具体在以下5个方面取得重要成果：（1）基于GFDL耦合气候模式，阐述了热带外区域的海－气相互作用和海洋罗斯贝波在太平洋年代际振荡机制中的作用，从新的角度揭示现代PDO的特征、反馈过程及其机制；（2）利用耦合模式结果分析中全新世（6ka）和工业革命前（0ka）两个典型时期的北太平洋海表面温度场特征，揭示中全新世时PDO向高频移动的变化特征及海洋热力和动力过程对它的影响；（3）利用东亚地区高分辨率的气候代用指标，设计多种方案对DPO指数重建进行试验，揭示了近四百年来PDO指数以准20和准50－70年的周期变化为主，并且PDO的显著周期具有时变性；（4）基于耦合气候模式结果，对比分析6ka和0ka东中国海表层气象强迫的平均态和季节变化特征，中全新世黄、东海夏季风增强造成的海表净热通量的改变使得黄、东海表层水温分布趋势发生较大改变，影响了陆架环流的格局；（5）根据耦合模式结果，揭示南大洋淡水通量异常可使局地西风增强，西风强度的变化使对流层中大气斜压性增强，而使平流层中大气斜压性减弱。淡水强迫使南半球环状模的年际变率振幅显著减弱，但与此同时年代际变率开始增强，谱能量的变化具有垂向一致性。海温和海冰等外强迫因子的变化对环状模年代际振幅的增强具有重要意义。