赤道印度洋盐度变化对印度洋偶极子事件的影响

Indian Ocean Dipole (IOD) is an interannual climate variability mode, which highly influences the climate anomalies. As shown in the recent studies, the salinity anomalies of the equatorial Indian Ocean are significant during the IOD events, and the variation of salinity is of great significance to the global climate change. The previous studies mainly focused on the effect of IOD on salinity anomalies, however, the impact of the salinity anomalies of the equatorial Indian Ocean on the IOD is still in an exploratory stage. This proposal will combine the observations, reanalysis products and numerical simulation, to analyze the spatial and temporal distribution of the temperature, salinity and current in the equatorial Indian Ocean. We also use the results of the sensitivity experiments in the numerical model, to further study the key physical process of how the salinity anomalies affect the zonal current in the equatorial Indian Ocean, particularly the surface current and the equatorial undercurrent (EUC) in the thermocline, and explain the dynamical mechanism that the zonal current in the equatorial Indian Ocean affect the evolution of IOD. This proposed project can help us to build a full image of the salinity anomalies in the equatorial Indian Ocean and the evolution of IOD and provide the important scientific and practical significance for revealing the role of the salinity variation in the study of ocean dynamical process and climate change.

印度洋偶极子是高影响气候异常的重要年际气候变率模态，最新研究表明，赤道印度洋的盐度在印度洋偶极子期间会出现显著异常，盐度的变化对全球气候变化具有重要意义。前人的研究主要集中于印度洋偶极子事件对热带印度洋盐度变化的影响，然而，关于赤道印度洋的盐度变化对印度洋偶极子事件演变的影响尚处于探索阶段。本项目拟结合观测资料、再分析产品和数值模拟，分析赤道印度洋温度、盐度和海流的时空分布特征，再利用数值模式敏感性试验结果，深入研究赤道印度洋的盐度异常如何影响赤道纬向流，特别是表层流和温跃层的赤道潜流，从而解释盐度异常影响印度洋偶极子事件演变的动力机制。通过项目的实施，将建立赤道印度洋的盐度异常与印度洋偶极子事件演变之间的有机联系，对揭示盐度变化在研究海洋动力过程和气候变化中的作用，具有重要的科学和实际意义。

赤道印度洋盐度的年际变化与IOD密切相关，IOD会引起盐度出现异常，然而，关于盐度异常通过表层纬向流和温跃层赤道潜流而影响IOD事件演变的认识，还处在定性的猜测阶段。本项目结合最新的观测资料及再分析产品，采用高分辨率的区域海洋模式，分析赤道印度洋温、盐、流的时空分布，定量地诊断赤道印度洋的盐度异常对表层纬向流和温跃层赤道潜流的影响。本项目取得的重要研究成果如下：.（1）EUC的流核位于80-160m之间。在所有年份的1-3月份，整个赤道印度洋都存在一支稳定的EUC。只有在正IOD年份的夏秋季，EUC可以一直延伸到赤道东印度洋。正IOD年份秋季间歇性EUC的向东延伸通常伴随着赤道中心印度洋强的海表盐度负异常。.（2）压强梯度力在次表层纬向流的趋势项的变化中起着重要作用，而且垂向的动量平流项也起着次要作用。在正IOD事件期间，秋季次表层的EUC主要由于向东的压强梯度力所驱动。赤道中东印度洋的海表盐度异常对局地的密度负异常具有重要贡献。海表盐度异常也可以通过加强赤道东印度洋的密度梯度和影响次表层的垂向动量平流来加强EUC。.（3）在正IOD事件期间，赤道东印度洋的东风异常驱动了西向的表层流，将暖水向西输运。纬向风激发的赤道上升型开尔文波向东传播，使得温跃层沿着赤道自东向西倾斜，从而建立了向东的压强梯度力。在表层，向东的压强梯度力可以被纬向风应力平衡。然而，在次表层，风应力的影响非常弱，压强梯度力无法被平衡，从而驱动了向东的EUC。同时，向西的表层流将苏门答腊-爪哇沿岸和孟加拉湾的淡水输运至赤道中东印度洋，从而导致了海表盐度出现负异常，这对EUC的加强具有重要贡献。.我们收集了大量的观测数据，生成了33年高分辨率的数值模拟结果，为后续相关研究积累了关键数据。本项目阐明了热带赤道印度洋盐度异常与EUC之间的相互关系，有利于我们全面理解IOD和海气相互作用的动力机制，具有重要科学意义。