多年代际自然变化和温室气体增加对热带海洋大气耦合主模态影响的比较研究

The main air-sea coupled modes representing tropical Indo-Pacific interannual variations have been important indicators of short-term climate prediction. The changes of these modes (ENSO, Indian Ocean basin mode and Indian Ocean dipole mode) and their relations is important scientific issues for the projection of global climate. Previous studies showed that the presence of these long-term changes in these modes, which includes not only interdecadal natural modulations, but also responses to increase in greenhouse gases. Comparing and distinguishing the two signals has become an urgent problem for long-term climate projection. Based on the tropical ocean - atmosphere interaction theory, this project analyze comparison between interdecadal natural variability and response to greenhouse gas forcing by using long-term observations and CMIP5 coupled model outputs; and reveal their physical processes, especially the roles of ocean-amtospheric feedback due to the mean state changes. The study will quantitatively evaluate the contributions of the two signals to climate change in the future, improve the theroy of tropical ocean-atmosphere interaction under climate change and the level of long-term climate prediction and projection.

代表热带印度洋-太平洋年际尺度变化的主要海气耦合模态已经成为全球短期气候预测的重要指标,未来这些模态(ENSO,印度洋海盆模态和印度洋偶极子模态）本身如何变化是关系到全球气候预测的重要科学问题。已有的研究表明这些模态存在着长期变化，该变化中既包括多年代际尺度的自然变化，又包含对温室气体增加的响应。比较并区别这两种信号已经成为气候长期预测中亟需解决的问题。本项目针对该问题，依据热带海洋-大气相互作用的基本理论,使用长期观测资料和CMIP5耦合模式实验结果，分析比较三个主要热带海气耦合模态的多年代际自然变化和对温室气体强迫响应的异同；揭示它们各自的物理过程，特别是气候平均态变化导致的海洋-大气反馈机制变化在其中起到的作用；为定量评估两种信号在未来气候变化中各自的贡献；完善气候变化背景下的热带海气相互作用理论，提高气候的长期预测水平提供理论基础。

代表热带印度洋-太平洋年际尺度变化的主要海气耦合模态是全球短期气候预测的重要指标,未来这些模态(ENSO,印度洋海盆模态和印度洋偶极子模态）如何变化是气候变化研究中的重要科学问题。本项目使用观测数据和数值模式试验结果，研究了温室气体增加和多年代际自然信号对耦合模态未来变化的贡献，并取得了一系列成果。主要研究内容包括三个方面：1.全球变暖下海洋平均态变化对印度洋-太平洋耦合模态变化的调控作用；2.印度洋-太平洋年代际变化对耦合模态的调制作用以及对未来预估的影响；3.印度洋-太平洋耦合模态相互作用的动力机制及其对季风气候的影响。通过对这三方面内容的研究，项目揭示了全球变暖背景下热带海洋气候平均态变化对太平洋-印度洋海气耦合模态及其海气相互作用过程的调控机制；阐明了太平洋-印度洋年代际变化对耦合模态长期变化的调制作用，并评估了其对耦合模态未来预估不确定性的贡献；从海盆间耦合模态相互作用的角度，理解了印度洋-太平洋耦合模态的动力机制及其对季风气候的影响。项目执行期内共发表学术论文11篇，其中SCI论文10篇。参加学术会议12次。培养研究生5人，其中博士研究生1人。完成了项目的既定研究任务和目标。