全球变暖背景下印度洋年际时间尺度海气相互作用对季节内振荡的影响

Global warming attracts more and more concern because it is the reality that occurring associated with human's growing activities all over the world. Under global warming scenario, tropical Indian Ocean has been recognized as the most important region since it holds the largest sea surface temperature increasing trend compared with Pacific and Atlantic Ocean. Previous studies had confirmed that the dominant tropical Indian Ocean interannual variability, which included Indian Ocean Basin (IOB) mode and Indian Ocean Dipole (IOD) mode, shows great impact on the Intraseasonal Oscillation (ISO) in the Indian Ocean region on current condition. But, What and How tropical Indian Ocean interannual variability influencing the ISO events under global warming scenario is still an open question. This project aims to provide the answer for these questions. With the detailed analysis of the observation datasets as well as the numerical model outputs, this project is going to disclose the mechanism that Indian Ocean interannual variability impacting ISO under global warming. The following question will be solved via this project, 1. What is the characteristic of IOB-IOD and ISO under global warming condition? 2. What is mechanism that IOB-IOD influencing ISO in the future projection. The outcome of this project will deepen the understating of multi-scale interaction in the tropical Indian Ocean under global warming condition and will also lay the solid foundation for the ISO simulation and prediction.

印度洋年际时间尺度变化（海盆模态（IOB）与偶极子模态（IOD））通过海洋- 大气相互作用过程对印度洋季节内振荡（ISO）产生着重要的影响。热带印度洋是过去50 年 全球海洋增温幅度最大的地区，是全球变暖响应最为显著的海区。在全球变暖背景下，热带 印度洋年际海气相互作用变化对季节内振荡会产生如何影响是至今还不清楚的科学问题。本 项目拟从此角度出发，通过对观测资料和数值试验结果的诊断分析，阐明全球变暖背景下年 际时间尺度IOB-IOD 模态对ISO 的影响机制。重点关注二个问题：印度洋年际海气相互作用过程和ISO 在全球变暖背景下的时空变化特征如何？全球变暖背景下IOB-IOD 对ISO 的影响及物理机制？本项目研究将加深在全球变暖背景下印度洋多时间尺度海气相互作用的相互影响，为利用耦合模式模拟、预测ISO 事件及其对气候变异的影响奠定重要的物理基础。

项目组对过去60年季节内振荡与偶极子事件间的相互影响进行了分析，并开展了全球变暖背景下季节内振荡模拟评估和偶极子事件模拟评估，初步提出了印度洋季节内振荡通过调制秋季Wyrtki急流，进而影响偶极子事件的物理机制，并对Wyrtki急流在CMIP模式中的表现进行了评估。.通过对赤道印度洋Wyrtki急流分析，揭示出热带印度洋大气季节内季节内振荡ISO对流位相在控制热带中东印度洋时，使得赤道印度洋低空被强大的西风控制，通过动力强迫，有利于赤道印度洋秋季Wyrtki急流异常增强。异常增强的Wyrtki急流将通过激发下沉Kelvin波以及温度水平平流，促使IOD正位相减弱。.对CMIP5各模式的赤道Wyrtki急流模拟评估表明：CMIP5多模式平均结果可以较好刻画赤道Wyrtki急流在气候态时间尺度上的时空分布特征。每年春季和秋季发生在赤道中印度洋的Wyrtki急流能够被24个模式中23个模式进行刻画，只有BCC的耦合模式只模拟得到春季急流，无法模拟秋季急流。观测中急流主要发生在（50E-70E，3S-3N）范围内，而耦合模式给出的结果则基本符合此规律。耦合模式对Wyrtki急流模式普遍偏弱：大部分耦合模式均对秋季急流消亡产生模拟偏差。观测表明秋季急流最大值为11月，12月为急流迅速消亡期，而大部分CMIP5模式得到的秋季急流往往最大值出现在11、12月，次年1月急流开始消亡。进一步分析表明，此现象与CMIP5耦合模式对赤道印度洋风场模拟偏差有关。而秋季赤道印度洋风场模拟偏差与该地区的ISO模拟紧密相关。.项目组继而分析了CMIP5各模式对ISO事件的模拟能力。23个CMIP5模式中，有9个模式能够再现气候态ISO在孟加拉湾海区向北传播。2个模式无法很好刻画春季赤道ISO事件。其他模式虽然能够显示出10N附近强季节内振荡信号，但是赤道地区季节内信号模拟偏弱。