暖池冷舌交汇区盐度变异机制及气候效应

This study focuses on the warm pool-cold tongue confluence region (WCCR) in the central tropical Pacific Ocean where the warm and fresh water from the warm pool encounters with cold and saline water from the cold tongue. The WCCR is characterized by strong surface salinity front, shallow mixed layer, and thick barrier layer. The WCCR is the key area for the development of different types of El Niño, and also the area with significant systematic bias in climate models. The structure and variability of salinity can adjust ocean stratification and lead to the thermal barrier, and are believed to play an important role in the ocean dynamic and thermal conditions, and the cycle of the ENSO. Therefore, this study will comprehensively investigate the structure, variability and climate effect of the salinity in the WCCR, and their underlying mechanisms. Based on multi-source datasets and comprehensive analysis methods, the objectives of the present study are 1) to depict the three-dimensional structure and variability of salinity in the WCCR; 2) to reveal the mechanism for the variability of salinity front and barrier layer; and 3) to illustrate the main processes that control the impact of salinity on the upper-ocean variation in the tropical Pacific and the cycle of the ENSO. The present study will improve our understanding of the tropical ocean dynamics and ENSO dynamics, and will enhance the prediction skill of the ENSO.

热带中太平洋“暖池冷舌交汇区”既是冷暖水交汇的区域，也是低盐高盐水交汇之地，形成了以强烈的海表盐度锋、较浅的混合层和较厚的障碍层为显著特征的温盐结构，比暖池和冷舌核心区更为复杂多变。这里同时还是不同类型El Niño发生发展的关键区域，也是气候模式模拟偏差比较集中的区域。盐度及其变异通过影响海洋层结和引起热障效应，对热带太平洋上层海洋热力动力结构和ENSO产生重要但尚不为人详知的影响。因此，本项目拟开展该区域盐度变异机制及气候效应研究，具有重要的科学意义和创新价值。本项目将利用多源数据和综合性研究方法，从刻画暖池冷舌交汇区盐度的三维结构特征和变异规律入手，以揭示盐度锋和障碍层的多尺度变异机制为核心，阐明盐度影响热带太平洋上层海洋变异，进而影响ENSO循环变异的主要控制过程。本项目的实施，不但可以完善热带海洋动力学理论和ENSO动力学理论，而且可为提高ENSO预报水平提供新的思路和依据。

热带中太平洋“暖池冷舌交汇区”既是冷暖水交汇的区域，也是低盐高盐水交汇之地，形成了以强烈的海表盐度锋、较浅的混合层和较厚的障碍层为显著特征的温盐结构，比暖池和冷舌核心区更为复杂多变。这里还是中部型与东部型两类El Niño发生发展的关键区域，也是气候模式模拟偏差比较集中的区域。盐度及其变异通过影响海洋层结和引起热障效应，对热带太平洋上层海洋热力动力结构和ENSO产生重要但尚不为人详知的影响。因此，本项目针对该区域盐度变异机制及气候效应开展研究，重点解决暖池冷舌交汇区盐度结构的变异规律及机制、其对ENSO循环的影响，以及该区域关键海洋过程对区域外海洋环流的远程影响等关键科学问题。利用多源数据和综合性研究方法，本项目取得了如下主要成果：新发现了对暖池冷舌交汇区盐度结构及形成机制起重要作用的海洋过程—障碍层内湍流混合过程，首次给出了盐度结构调制ENSO变异的新理论框架，首次揭示了该区域关键海洋过程对热带西太平洋次表层、中层及深层海流多时间尺度变异的重要影响。通过本项目，将人们对赤道中太平洋关键热动力过程的认知又推进了一步，深化了对热带海洋动力学和ENSO动力学的认识，同时，开拓了次表层混合影响ENSO及赤道中东太平洋影响热带西太平洋中深层环流等新的研究方向，为改善赤道太平洋海洋模拟和ENSO模拟预报能力提供了重要的科学依据，也为将来的深海观测网建设和高精度海气相互作用观测网建设提供了重要的科学依据。