北太平洋年代际振荡对海平面变化趋势的影响研究

The rate of secular sea level rise during the industrial era provides important information about the impact of human activities on climate change. Because of the relatively short time span of the industrial era, the secular sea level rise is severely contaminated by the sea surface height change caused by Pacific Decadal Oscillation (PDO-SSH). The study of this issue is still in a preliminary exploratory stage. So far, no effective solutions have been reported. By taking advantage of the superiority of the satellite altimeter in measuring large-scale sea level variability，we will extract the PDO-SSH over the period between 1993 and 2012.We will reconstruct the SSH between 1950 and 1992 using tide gauge measurements and correlations between sea surface temperature and SSH at decadal scales, the PDO-SSH in this period will be also extracted. The 62-year total of PDO-SSH from the period of 1950-2012 will be used to reduce the influence of PDO-SSH on estimating secular sea level rise. This project aims to reduce the influence of PDO and improve the estimate of secular sea level rise in North Pacific. This will have important implications on the prediction of future sea level rise and relevant policy making.

工业时代全球海平面趋势性上升的速度是判断人类行为对气候变迁影响程度的一个重要参考。由于工业时代在时间跨度上相对较短，这段期间海平面趋势性上升的估计受到太平洋年代际振荡引起的海平面变化（PDO-SSH）的严重干扰。人们对这个问题的研究仍处于初步探索阶段，至今未出现有效解决方法的报道。本项目利用卫星高度计在大尺度海平面变化方面的观测优势，分离出1993-2012 年期间的PDO-SSH。并分别利用验潮站海平面数据和海面温度与海面高度的相关性,结合EOF模态重建方法来重构1950-1992期间SSH数据，然后分离出此段时间的PDO-SSH。以上获得的62年的PDO-SSH 将从海平面数据中去除,以减小PDO对北太平洋海平面趋势性变化的影响。本项目旨在消除太平洋年代际振荡对海平面变化的影响，以提高北太平洋区域海平面趋势性变化的准确性，这对更好地预测未来海平面变化和制定相关的政策有重要的意义。

卫星高度计时代的来临，使人们能够在全球观测海面高度的变化，从而对不同空间尺度海面高度变化的原因和动力学机制进行研究。由于工业时代在时间跨度上相对较短，这段期间海平面趋势性上升的估计受到太平洋年代际振荡引起的海平面变化（PDO-SSH）的严重干扰。怎样排除准周期气候振荡引起的海平面变化， 从而改善对长期趋势性海平面变化的评估是海平面变化研究中面临的巨大挑战。为了解决这一问题，本课题发展了一种更为精确的提取PDO-SSH的方法，这一方法使定量分析PDO对地球变暖引起的海平面长期上升趋势估计的影响成为可能，我们发现PDO对评估的影响可以达到PDO事件周期的数倍，且与PDO-SSH幅度、周期、评估时段与PDO的相对时间顺序等因素非线性相关。 海平面变化受到各种准周期出现的气候事件的影响（例如，ENSO，SAM，AMO等），本项目的成果为精确评估它们的影响提供了一种方法论，对准确地评估人类行为对海平面趋势性上升的影响有重要意义。..另外，我们利用海平面变化的数据反演了北纬15度太平洋径向热输运和海洋表面流速，它们的变化对于PDO-SSH有一定的调制作用；通过海洋高度变化，得到了正压流分量，进而得到了海底能量耗散和对海洋混合的影响，这对于海洋垂向热量的再分配有重要的影响，能够影响到比容海平面的变化，..这些结果能使人们进一步认识到海平面变化的复杂性，为通过海平面变化研究由于地球热量进入海洋次表层而导致变暖停滞提供线索。 我们还发现热带太平洋海平面年代际变化与PDO位相一致，这一发现可以进一步提高PDO-SSH的影响范围；基于Ishii和EN3三维温盐数据估算了的1945-2012年全球大洋不同深度层次的比容海平面变化，结果显示长周期年代际信号会对趋势性上升的转折点产生影响。 ..在本项目的支持下，共发表了18篇期刊文章(其中7篇SCI， 3篇EI)，其中包括3篇JGR和一篇JPO（online version available： http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JPO-D-16-0287.1 ）等国际权威SCI期刊文章，培养了四名博士， 三名硕士， 一名博士后，超额完成了项目的预期指标 (5篇SCI论文，培养2-4名研究生)。