风应力强迫下北太平洋副热带环流与大气环流耦合调整的过程与机理

北太平洋副热带环流是典型的风生环流系统，已有的研究表明了该环流对风应力异常的调整过程。但在实际的海气耦合系统中，海洋环流调整的同时会影响到经向热量输送，从而引起一系列海-气耦合调整过程，这是认识北太平洋副热带环流低频变异以及北太平洋气候年代际变化的一个核心问题，目前对该过程与机理的认识并不清楚。本项目将观测资料与高分辨海气耦合模式相结合，研究在不同时空特征的风应力强迫下北太平洋副热带环流与大气环流的耦合调整过程和机理；揭示北太平洋副热带环流调整对中纬度大气环流的影响过程及机理；揭示副热带－热带太平洋之间的相互作用过程及反馈效应；建立在海气耦合系统中的风应力强迫下北太平洋副热带环流动力调整的新框架，以提高对北太平洋气候年代际变化的机理认识。

在项目的执行过程中，我们较好地完成了计划的研究内容，形成论文9篇，已发表7篇。.围绕北太平洋环流调整及其对太平洋气候年代际变化的影响这一气候研究领域的国际前沿关键科学问题。我们基于海气耦合模式系统地研究了北太平洋风生环流的调制及其对大气环流的反馈，发现PDO/PNA和NPGO/NPO两类年代际变化模态是自洽的且可以通过海气耦合互相转换，具体有三点科学贡献：（1）发现PNA 型风应力强迫通过海-气耦合会激发NPO 型的大气环流异常，NPO 型风应力强迫会激发PNA 型大气环流异常，且存在很强的正负不对称性；（2）揭示PNA 型风应力强迫会导致黑潮流轴的南北移动，NPO 型风应力会导致黑潮加速或减速，而北太平洋局地的海-气耦合作用会导致黑潮从一种型态趋向另一种型态；（3）揭示了PNA 型异常风应力强迫下北太平洋通过海面耦合的“风-蒸发-SST”（WES）反馈机制、副热带-热带经向翻转环流（STC）机制、潜沉过程（Subduction）、北太平洋西边界的沿岸Kelvin波等机制影响热带太平洋，而热带太平洋又通过大气环流减弱北太平洋的大气强迫，形成负反馈。.太平洋模态的变异会造成全球气候的异常。在本项目的支持下，我们重点研究了与PDO相联系的ENSO模和与NPGO相联系的热带太平洋经向模（TPMM）对我国气候的影响。结果发现：（1）TPMM通过北半球夏季环球遥相关波列（GCT）诱导河套地区两侧的高压脊-低压槽环流异常，进而造成河套夏季降水异常。TPMM是迄今为止被揭示出可以预测河套夏季降水的唯一预测因子。（2）ENSO可以通过激发西传Rossby波影响西北太平洋反气旋和北非-东亚西风急流，进而影响河套秋季降水。ENSO的成熟阶段可以通过西北太平洋反气旋影响东亚冬季风和华南冬季降水异常。ENSO与河套秋季降水、东亚冬季风、华南冬季降水之间的关系均经历显著的年代际变化，分别主要受大西洋多年代际振荡（AMO）和PDO的调制。.本项目虽该结题，很多问题仍需进一步研究，尤其是在全球变暖背景下进行研究。