ENSO组合模态的形成机制及其对中国气候的影响

The proposed project will examine the temporal and spatial features of ENSO combination mode caused by the interaction of the ENSO variability and SST annual cycle using the newly extended observation. Its physical mechanisms will be investigated based on dynamic diagnoses, theoretical analyses, and modeling experiments. Then impacts of the ENSO combination mode on climate over China and their physical processes are explored by using observed analyses and modeling experiments. These works will deepen our recognition and understanding in ENSO associated air-sea interaction and its impacts on climate over China, and increase the predictability on the seasonal to interannual time scales. Therefore, this project has great significance in science and practical application.

本项目利用最新的观测资料，通过统计分析研究ENSO变率与SST年循环相互作用形成的组合模态的时空特征，并结合动力诊断、理论分析和数值试验揭示ENSO组合模态的形成机理；通过诊断分析评估ENSO组合模态对东亚气候影响的重要意义，并采用大气环流模式开展数值试验，探讨ENSO组合模态对中国气候影响的物理机制。这方面工作的开展，将有助于更全面地认识ENSO相关的海气相互作用现象及其对东亚气候的影响，有助于提高季节-年际预测，具有重要的科学意义和实际应用价值。

ENSO组合模态是最近ENSO领域重要的研究进展之一，其对区域气候有着显著的影响。然而，ENSO组合模态的局地海气耦合过程仍不够清楚，不同类型El Nino对应组合模态差异也不清晰，且其对东亚的气候影响也未深入展开。本项目在前期工作的基础上，通过动力诊断和理论分析，揭示了ENSO组合模态在空间上南北非对称特征，以及相关的局地海气动力学，并由此定义了组合模态的海温指数（Nino-A指数），该指数能抓住ENSO空间结构的复杂性；理清了不同类型ENSO对应的组合模态的差异，东部型ENSO对应着赤道上显著的对流南移现象，组合模态较强，而中部型ENSO赤道上对流南移较弱，组合模态也较弱；阐述了组合模态频谱与ENSO周期的动力学关系，2000年之前ENSO组合模态表现为赤道东南太平洋的表面西风异常和西北太平洋上的反气旋异常的空间结构，2000年后ENSO组合模态有关的西风异常西移到中太平洋，WNP上的反气旋环流也更加向西延伸并伴随着强度减弱，这主要与2000年之后CP El Nino频发有关；揭示了组合模态是ENSO影响中国降水的关键物理过程，春季组合模态主要影响区域在我国华南区域，夏季主要在我国长江流域区域，指出了组合模态通过西北太平洋大气环流进而影响东亚的物理机制；对ENSO组合模态的概念进行拓宽，并应用于大气科学领域ENSO与其他气候系统不同尺度相互作用的研究，例如，ENSO可以与北半球副热带急流年循环产生非线性相互作用，也可以与北大西洋年代际涛动发生相互作用，这些结果不仅有助于提高东亚冬季极端天气、气候异常事件的可预报性，还极大地丰富了我们对全球气候系统相互作用尤其是ENSO遥相关的理解。