不同类型厄尔尼诺对南海域际环流年际变化的影响

El Niño is the most significant low-frequency oscillation in the tropical Pacific. Recently, two independent types of El Niño are identified as canonical El Niño and El Niño Modoki. Based on opposite impacts on rainfall in southern China during boreal autumn, El Niño Modoki can be further separated into El Niño Modoki I and El Niño Modoki II. Due to substantial discrepancies in the warming locations and intensities, they can induce different atmospheric responses, and thus in turn lead to changes of climate influences in the tropical and extratropical regions. This program focuses on the South China Sea inter-ocean circulation. Based on the in situ observation, combined with remote sensing and high-resolution regional ocean model system (ROMS), the temporal-spatial evolution of the South China Sea inter-ocean circulation and its pathway will be portrayed more precisely. On this basis, the dynamical diagnostics and numerical simulations will be performed to explore the regulations of the South China Sea inter-ocean circulation by three types of El Niño (especially for El Nino Modoki I and II). Through these systematic researches, the results will help enhance the understanding of the interannual variability of the South China Sea inter-ocean circulation.

厄尔尼诺（El Niño）是热带太平洋最显著的低频振荡现象。近些年研究发现，热带太平洋存在两种不同类型的海温增暖：传统El Niño和El Niño Modoki，而根据对华南秋季降水的不同影响，El Niño Modoki又可以进一步分为El Niño Modoki I和El Niño Modoki II。由于增暖位置和强度的差异，它们能够激发出不同的大气响应，进而对热带及热带外产生不同的气候影响。本项目以南海域际环流作为主要研究对象，通过收集实测数据，并结合卫星遥感资料和高分辨率的区域海洋数值模型，对南海域际环流的时空演变特征及运动路径进行更为精细准确的刻画。在此基础上，通过动力诊断和数值试验等方法探讨三类El Niño（尤其是El Niño Modoki I和II）对南海域际环流的不同影响过程以及动力、热力机制。通过对上述问题的系统研究，有助于完善我们对南海域际环流年际变化的认识。

热带太平洋存在两种不同类型且相对独立的海温增暖事件：一类是传统的赤道东太平洋增温型（EP El Niño），另一类的增暖中心位于赤道中太平洋，并且增暖强度偏弱，称之为CP El Niño，而根据对华南地区秋季降水的不同影响，CP El Niño又可以进一步划分为CP-I El Niño和CP-II El Niño。由于增暖位置，强度和位相演变的差异，它们可以对热带及热带外产生不同的气候影响。在EP El Niño和CP-I El Niño的秋季，西太上空出现异常的反气旋式环流（WNPAC），而在CP-II El Niño的秋季，西太上空变为气旋式环流异常。本项目研究发现，CP-II El Niño秋季的气旋式环流异常本质上是大气对赤道中太平洋异常增暖的Gill响应，在它的西侧同样存在一个WNPAC，只是由于WNPAC的东移时间偏晚，东移幅度偏弱，才使得WNPAC在11月仍然位于南海，导致菲律宾海上空仍然受气旋式环流异常的控制，而在EP El Niño的11月，WNPAC已东移至菲律宾海上空。这种差异与气旋式大气环流的不同东移特征有关，而气旋式环流的不同东移则是由赤道太平洋上空的湿焓平流导致的。此外，El Niño期间的反气旋环流异常并不是简单地表现为单一反气旋从印度洋向东移动，它有3个环流中心，只有最东边南海上空的反气旋中心才表现出东移特征，西边的两个中心均没有向东移动。只是由于西边两个中心的强度逐渐减弱，而东边中心的强度却在加强，因此容易产生单一反气旋从印度洋向东移动的错觉。南海的海平面在不同类型El Niño期间也表现出不同的变化特征。南海区域平均的海平面异常（SLA）在EP El Niño发展年秋季达到最低，在之后持续上升，至次年冬季达到最大，对于CP El Niño，南海SLA在整个发展和衰减期间始终为负异常，并表现为全海盆负异常的空间分布，这种不同的变化特征主要是由于海峡通道（尤其是民都洛-巴拉巴克海峡）处的热量输运所产生的热比容效应导致的。南海西北沿岸在2011-2012年发生了一次极端海平面事件，此次极端事件是平均海平面变化，La Niña，和PDO的冷位相三者在不同时间尺度上共同作用的结果。本项目的研究结果加深了我们对ENSO多样性和南海海平面变化的理解，完善了WNPAC的东移理论，为我国短期天气预报、长期气候预测、风暴潮灾害预防等提供了科学依据。