太平洋环流对全球变暖的响应的形成机制及其气候效应

Variability of ocean circulation is believed to play an important role in climate change. Based upon our recent studies in documenting the robust changes of large-scale oceanic and atmospheric circulation in the Pacific under global warming, the proposed research will unravel the role of ocean dynamic feedback and air-sea interactions in these changes for both the ocean and atmosphere through process-oriented, purposefully controlled experiments within both a dynamically coupled modeling framework as well as with a stand-alone ocean model. In particular, a newly developed partially coupled modeling technique will be utilized in our program. The novelty of this technique is its ability to decompose the total coupled climate change response into individual feedback processes so that the challenging task of understanding a fully coupled climate system can be de-convolved to more tractable subtasks, each with much reduced complexity.

海洋环流作为核心的海洋动力学过程，在全球变暖背景下它的演变特征及其反馈效应是气候变化研究中的关键科学问题。基于申请人及其合作者近期关于太平洋海洋和大气环流对全球变暖响应特征方面的研究工作，本项目将通过海洋环流模式和海洋-大气耦合气候模式的数值实验，阐明太平洋环流对全球变暖响应的形成机制，揭示海洋动力学反馈以及海气相互作用在全球变暖背景下气候响应中的作用。为了控制大气和海洋之间的部分耦合、将单个反馈过程从整个耦合气候变化中分解出来是本研究中应用的一个新颖的模式实验技术，是研究海气相互作用最有效手段之一。

海洋环流作为核心的海洋动力学过程，在全球变暖背景下它的演变特征及其反馈效应是气候变化研究中的关键科学问题。通过资料和理论分析、运用全球气候模式以及海洋环流模式并结合部分偶和技术进行数值实验，该项目研究了太平洋环流对全球变暖响应的形成机制及其气候效应，所取得的创新性成果包括：.（1）赤道太平洋对全球变暖的响应包括快反应阶段和慢反应阶段；.（2）海洋动力学过程对热带太平洋增暖空间分布形态起主导作用；.（3）全球变暖引起的“类厄尔尼诺”增暖与实际的厄尔尼诺的形成机制截然不同；.（4）太平洋赤道温跃层的变化是由于风应力变化和直接辐射强迫影响的共同作用；.（5）热带太平洋对气候变暖与变冷的响应存在很强的不对称性。.项目成果阐明了太平洋环流响应的形成机制，揭示了海洋动力学反馈以及海洋－大气相互作用在全球变暖背景下气候响应中所起的作用；有助于尽早地发现全球变暖在太平洋的迹象，将对制定我国气候变化对策有指导性意义。