大西洋海-气相互作用过程及其对太平洋气候变率的影响

Influence of Pacific Ocean-atmosphere interaction on climate was extensively studied during the past decades, and impact of the Indian Ocean was also paid attention in the recent decade. In spite of away from the Pacific, previous studies show that the Atlantic Ocean may play an important role in affecting Pacific climate variability through possible “atmospheric bridge” or “teleconnected pattern”, which is a current international frontier research issue. By analyzing historical data and CMIP5 (future CMIP6) climate model outputs and performing model experiments of simple atmospheric model, uncoupled ocean and atmosphere general circulation models, and global coupled climate model, this proposal will examine mechanisms of multi-timescale climate variability formed by Atlantic Ocean-atmosphere interaction; reveal physical processes of the influences of the Atlantic Ocean on the North Pacific and tropical Pacific; understand the effects of Atlantic climate variability on Pacific climate variability and the associated physical mechanisms; and explore the contribution of Atlantic climate variability to global warming. The study of this project will enrich and develop the global ocean-atmosphere interaction theory, lay the groundwork for improving the prediction of global climate, and thereby reduce the climate-induced loss of life and property.

太平洋海-气相互作用对气候变率的影响在过去几十年里已被广泛研究，在最近十几年里印度洋对气候变率影响的研究也得到了广泛的重视。现有的研究表明，尽管距离遥远，大西洋可能对太平洋气候变率有重要的影响，“大气桥”或“遥相关型”被认为是最有可能的方式。大西洋是否或如何影响太平洋气候变率，这是目前国际前沿研究问题。本项目利用历史资料和CMIP5(未来CMIP6)全球气候模式结果进行分析，通过简单大气模式实验、非耦合海洋和大气环流模式实验及全球气候耦合模式实验，从季节到多年代际尺度下研究大西洋海-气相互作用所形成的气候变率及物理机制；揭示大西洋对北太平洋和热带太平洋产生影响的物理过程；进而理解大西洋气候变率对太平洋气候变率的影响及物理机制；并探索大西洋气候变率对全球变暖的贡献。本项目的硏究将丰富和发展全球海洋-大气相互作用理论，为提高气候预测奠定基础，从而减少气候灾害造成的生命财产损失。

太平洋和印度洋对气候变率的影响已被广泛研究，但是大西洋对太平洋气候变率的影响研究较少。大西洋海气相互作用过程及其对太平洋气候变率的影响是目前国际前沿研究问题，大西洋海气相互作用可通过遥相关对全球海洋与气候模拟产生影响。本项目主要研究大西洋尼诺生成的物理机制，分析大西洋暖池、大西洋翻转流、大西洋多年代际振荡的关联和可能的相互作用；研究大西洋对太平洋气候变率的影响以及对厄尔尼诺事件的影响。本项目利用观测资料与模式资料进行诊断分析与理论分析，并结合数值试验进行验证，发现热带西印度洋海域海温异常对大西洋尼诺具有触发作用，偏大或者偏小的大西洋暖池会通过大气桥过程影响全球海温并触发太平洋中部型ENSO事件，发现1990s以后北大西洋水文特性变化与经向翻转流间的非同步关系，发现大西洋与印度洋、太平洋一起可以协同助推太平洋极端厄尔尼诺事件的发生，也可以极大影响我国的2020年夏季极端降水和我国周边海洋的海洋热浪事件。一系列研究成果有助于加深大西洋海-气相互作用及其对太平洋气候变率影响的理解，从而改善耦合模式对气候预测的误差和不确定性，为提高我国气候预测奠定基础，这对国民经济及社会发展都具有重要的意义。

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