热带太平洋三种增暖事件次表层海温演变特征及机理研究

Based on the global ocean data assimilation system, the spatial and temporal variability of sub-surface temperature in the three kinds of Pacific Ocean warming events is analyzed by combining the method of numerical simulation and diagnostic analysis. We then demonstrate dynamic adjustment process of the sub-surface temperature anomaly signal in the Pacific Ocean basinwide warming event. To examine how much dynamical contribution to the warming events, a budget analysis of the mixed layer temperature is performed according to the thermodynamic equation. Furthermore, we investigate propagation characteristics and possible mechanisms that may lead to the different ocean basinwide warming sea surface temperature anomaly pattern. This research will aid understanding of the tropical ocean dynamics, providing the scientific evidence for improving climate forecasting in tropical Pacific Ocean. At the same time, there will be very important practical applications for studying the climate mode change of tropical Pacific Ocean and its impacts on China.

本项目基于全球海洋环流同化系统，采用数值模拟和诊断分析相结合的方法，研究热带太平洋三种不同海水增暖(东部增暖事件、中部增暖事件、海盆尺度增暖事件)中次表层海温时空演变特征差异，阐明热带太平洋海盆尺度增暖事件次表层海温异常信号的动力调整过程，并根据海温热动力方程，采用收支分析方法，定量分析不同物理过程对海温异常的贡献，探讨这种次表层异常信号的传播特征及其对表层海温的动力调整机制。本项目的研究不仅有助于理解和丰富热带海洋动力学理论基础，为提高热带太平洋气候预测提供科学依据，而且研究该海域气候模态变化特征和气候影响对于我国应对当前国际经济与政治挑战都将具有重要的现实意义和应用价值。

热带太平洋存在最为显著的年际变异信号ENSO，是目前全球气候系统年际变化中最强的信号之一，对全球和我国气候变化起到相当大的作用。研究热带太平洋次表层海温的时空演变特征，不仅有助于理解和丰富热带海洋动力学理论基础，而且还为提高热带太平洋气候预测提供科学依据。 过去三年，在该项目的资助下，基于全球海洋分析产品以及观测资料，围绕着热带太平洋不同增暖事件次表层海温演变特征及机理，取得主要结果概述如下：. (1)利用全球海洋分析产品研究了东部El Nino和中部El Nino增暖事件次表层海温演变特征(在这里2009-2010全球增暖事件根据El Nino指数判断为中部El Nino事件)，研究表明东部El Nino次表层海温暖异常中心沿着温跃层具有明显的东传信号，海洋平流输送作用和下沉赤道Kelvin波增暖效应导致了El Nino的发生发展，而中部El Nino事件中温跃层异常较小，次表层温度暖异常主要位于赤道中太平洋地区，且沿着温跃层东传信号不明显。. (2)利用热收支方程，定量分析不同海洋动力物理过程对混合层海温异常的贡献，混合层温度趋势增高主要由于海洋动力过程(水平平流作用和次表层过程)做贡献，研究表明在东部El Nino事件中，水平平流的平均贡献占海洋动力过程的55.50%，次表层过程平均贡献44.50%。而中部型El Nino，水平平流作用在前三个月主要为负值，从四月份开始转为正值，水平平流平均贡献40.40%，次表层过程平均贡献59.60%。. (3)在研究期间项目资助发表论文5篇，其中主笔并且作为通讯作者完成2篇。