北极涛动调制印度洋偶极子模态的机理研究

This proposal aims to study the interannual relationship between the boreal winter Arctic Oscillation and Indian Ocean Dipole mode by employing observation and numerical simulation data. There are three major topics to be analyzed. First, try to answer to how does the winter Arctic Oscillation trigger the off-equatorial oceanic Rossby waves. To unravel the the features of the Rossby wave activity, including its location and time of generation as well as its propagation. Particularly, to answer how the Rossby wave change under different ENSO conditions. Second, to analyze the changes of temperature tendency of the mixed layer over the tropical Indian Ocean in the context of Arctic Oscillation-Indian Ocean connection. Attention should be paid to the oceanic dynamical processes and the surface fluxes, and their contribution to the sea surface temperature tendency. Third, to analyze the key feedbacks in ocean and atmosphere systems/subsystems, make sure which ones play dominant roles involving the dipole mode anomalies of the coupling tropical air-sea under conditions of interfering with ENSO/non-ENSO forcings.

结合观测资料诊断分析和数值试验，分析北半球冬季北极涛动正负位相异常情况下，对热带印度洋偶极子型模态的可能触发及调制过程和机理。重点研究内容涉及三个方面，一是北极涛动触发热带印度洋海洋Rossby波的过程及其传播，以及ENSO不同位相情况下Rossby波活动特征的影响；二是相应的热带印度洋混合层温度的变化，考虑混合层温度倾向方程各项的作用，定量分析海洋动力过程、以及表面热通量各子项的贡献；三是研究关键海洋及大气反馈过程，明确ENSO和非ENSO背景下，北极涛动导致夏秋季海气系统异常偶极子型的反馈过程以及其相对重要性。

结合观测资料诊断分析和气候模拟结果，分析北半球冬季北极涛动正负位相异常情况下，对热带印度洋海气状态的影响，重点是偶极子型异常的显著性及相关的物理过程。研究的主要成果包括2个方面，一是发现北极涛动和ENSO不同的位相组合情况下，热带印度洋东西反向的偶极子型异常；当ENSO海温偏暖同时北极涛动为偏强的正位相时，净热通量的突出特征是东西印度洋相反的显著变化，西印度洋为负异常，东印度洋为正异常，而ENSO偏冷同时北极涛动为偏强的负位相时，热通量异常空间形态几乎是相反的。偶极子型信号明显强于单纯的ENSO状况下的异常。二是发现北极涛动对热带印度洋的影响，在2000年代初发生了年代际尺度的变化，由之前的显著强相关，变为之后的不显著的弱相关。前后两段时期北极涛动相关的大气Rossby波列路径的变化，导致的异常阿拉伯反气旋异常，特别是其位置的西移动，可能是导致2001年以后热带印度洋气候响应不明显的关键原因。