ENSO经向尺度形成机理及其对中国气候的影响

本项目利用最新的观测资料，通过统计分析研究ENSO冷、暖位相经向尺度的特征，并结合动力诊断和理论分析揭示ENSO经向尺度的形成机理；评估不同经向宽度的ENSO事件对中国气候影响的差异，并采用大气环流模式开展数值试验，探讨ENSO经向尺度对中国气候影响的可能机制。这方面工作的开展，将有助于更全面地认识ENSO现象，有助于更深入地理解ENSO事件对中国气候的影响，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是目前国际上气候学研究的核心课题，然而，ENSO经向宽度的研究一直是空缺，其中的物理机制并不清楚；此外，宽窄ENSO将如何影响局地的环流和热带外区域大气也需要探索。本研究基于观测资料和大量的海气耦合模式资料对ENSO经向尺度的形成机理和气候影响做了系统的研究，得到了以下成果：（1）ENSO经向宽度由经向平流输送决定，主要决定于三个物理因子：赤道上太平洋向极的经向流、ENSO周期、大气耗散率，经向流越强，ENSO周期越长、耗散越弱，越有利于ENSO经向宽度的增加；（2）由于ENSO冷位相对应的上翻和经向流强于暖位相，根据ENSO形成机理可知，冷位相时的ENSO 宽度大于暖位相，这与实际的观测一致；（3）目前所有耦合模式模拟的ENSO宽度都要远小于观测，这是由于模式模拟的赤道上向极经向流系统性偏弱，ENSO周期系统偏短造成的；（4）新一代耦合模式（CMIP5）模拟的ENSO经向宽仍存在较强的系统性偏窄误差，然而相比于上一代耦合模式（CMIP3），其模拟的ENSO经向宽度有一定程度的改进，这主要是由于CMIP5模式在经向流和ENSO周期上的改进；（5）ENSO经向宽度对局地尤其是中东太平洋的ITCZ和SPCZ的降水有着显着的影响，较宽的ENSO能引起ITCZ和SPCZ的降水增多，而窄ENSO却不能引起这两个高海温区强的降水异常，局地降水的差异会通过大气遥相关影响热带外区域。对于我国的气候而言，宽ENSO成熟位相，我国长江流域降水偏多，而窄ENSO成熟位相，降水偏多带移到了我国华南区域，这主要是由于不同宽度的ENSO对我国大气影响的南北位置差异造成的。