海洋涡旋对太平洋副热带经向环流圈年代际变化的调整作用

The Subtropical Cells (STC) are shallow meridional circulations in which water flows out of the tropics within the surface layer, subducts in the subtropics, flows equatorward within the thermocline, and upwells in the eastern equatorial ocean. Decadal variability of the Pacific STC has profound implications on global climate through its impact on tropical Sea Surface Temperature (SST) anomalies associated with the El Niño-Southern Oscillation (ENSO). Recent observations suggest that eddy advection does not follow the path of the mean circulation and enables alternative dynamical pathways to connect the subtropics and the tropics in the Pacific. Combining with observations and reanalysis products, this project will use an eddy-resolved modeling ensemble approach to better understand the contribution of eddy-resolved dynamics to large-scale ocean circulations in the Pacific, characterize the decadal variability of the STC pathways and transports, and identify the processes that maintain them and causes their variability. The proposed research will improve our understanding of the important role of mesoscale eddies in rectifying the large-scale ocean circulation, whose variability is then believed to play a significant role in climate change.

太平洋副热带经向环流圈（STC）是连接热带与副热带上层海洋、具有三维结构的环流，它的年代际变化不仅对太平洋而且对全球气候都有重要影响。近期的观测揭示，海洋涡旋对太平洋 STC 起着极为重要的调整作用，其贡献不仅改变输运量同时改变输运路径。本项目通过观测资料和理论分析、运用高分辨率模型集合模拟和动力学诊断实验，识别太平洋 STC 中的涡旋及其年代际变化，阐明海洋涡旋对太平洋大尺度环流年代际变化的重要贡献，全新认识太平洋 STC 的路径和输运，揭示 STC 年代际变化的形成机制；其成果将提升对大尺度海洋环流在气候变化中作用的认识水平，加强我国在海洋和全球变化这一关键科学领域的话语权。

太平洋大尺度环流及其演变对全球气候有重要影响。通过对观测资料和时空高分辨率模式结果的分析、数值实验、理论分析等多种手段，该项目研究了海洋涡旋对太平洋大尺度环流及其年际和年代际变化的贡献，所取得的创新性成果包括：.（1）海洋涡旋的存在能够有效地改变STC的输运量和输运路径；.（2）海洋涡旋在东南和东北太平洋发生的潜沉和注射过程中起着重要作用；.（3）海洋涡旋对太平洋副热带模态水的输运有重要贡献；.（4）海洋涡旋对黑潮延伸体海域的混合层深度有显著的调整作用；.（5）东南太平洋副热带温跃层的涩度具有显著的年际和年代际变化。. 项目成果阐明了海洋涡旋对太平洋大尺度环流的重要贡献，揭示了太平洋STC年代际变化的形成机制；有助于提升对大尺度海洋环流在气候变化中作用的认识水平，加强我国在海洋和全球变化这一关键科学领域的话语权。