太平洋和大西洋年代际模态间的跨洋盆作用对频率和位相的依赖性研究
批准号:
42105019
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
杨俊超
依托单位:
学科分类:
气候与气候系统
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨俊超
中文摘要
太平洋年代际变率(IPV)和大西洋多年代际变率(AMV)对全球气候有广泛的影响。最近的研究表明这两个模态可通过激发大气桥调制对方的变化。以往研究发现IPV和AMV在不同频率或不同(正、负)位相上显示出不同的变化特征,并产生不同的气候影响。但频率和位相如何影响IPV和AMV之间的调制作用尚不清楚,这限制了我们对这一重要的跨洋盆作用机理的认识。本项目拟使用观测、再分析资料和模式数据,系统研究:1)IPV和AMV哪一个主导各频率的跨洋盆作用?2)IPV和AMV在各自正、负位相上引起的跨洋盆作用的不对称性。本项目将增进我们对这一跨洋盆作用的认知,为提升模式模拟和预测IPV和AMV的能力提供理论基础。
英文摘要
Interdecadal Pacific variability (IPV) and Atlantic multidecadal variability (AMV) exhibit broad influences on global climate. Recent studies showed that the two modes can modulate each other by triggering atmospheric bridges. Previous studies found that the IPV and AMV show different features and different climate influences on different frequencies or in different (positive and negative) phases. But how frequencies and phases influence the modulations between the IPV and AMV remain unclear, which limits our understanding on the mechanisms of this important trans-basin modulation. This project plans to use observations, reanalysis data and numerical experiments to systematically study: 1) which one of the IPV and AMV dominates the trans-basin effect on different frequencies? 2) asymmetries of the trans-basin effect leading by the IPV and AMV in their different phases. This project will improve our understanding on this trans-basin effect and provide the theoretical basis for improving model simulation and prediction of the IPV and AMV.
太平洋年代际变率(IPV)和大西洋多年代际变率(AMV)是全球海表面温度低频变化的两个主要气候模态,深刻影响区域气候与极端天气。理解二者的形成机制对预测它们的变化和影响十分重要。近年来的研究表明IPV和AMV之间存在跨洋盆相互作用,但二者的频率和位相是否影响这一相互作用尚不清楚。本项目综合多套观测和模式数据,结合线性逆向模型(LIM),对此问题开展研究,取得了如下进展:1)将LIM应用于观测和模式数据中,本项目发现由于IPV热带太平洋和北太平洋部分的主频率差异,AMV分别影响它们的多年预测和年代际预测能力,其中北太平洋的响应随不同模式中AMV强度的增强而增强;2)利用热带太平洋起搏器实验,本项目揭示了IPV热带太平洋部分通过调制北大西洋各频率的表面热通量和以多年代际尺度为主的大西洋经向翻转环流影响AMV,两种机制的共同作用可以解释历史上近1/3的AMV内部变率;3)LIM与给定观测变率的模式强迫实验结果一致证明IPV和AMV之间存在显著的近同期相互作用,且该相互作用在各频率上均存在,不存在一方主导的频率段;4)基于正、负位相对称的理想IPV和AMV实验,以及基于耦合实验中正、负位相不对称的IPV和AMV的合成结果,本项目阐明了这两个模态不同位相引起的不对称性主要表现为AMV影响IPV北太平洋部分的不对称性。本项目从频率和位相这两个新颖的角度增进了我们对IPV-AMV跨洋盆相互作用的认知,并对IPV和AMV的形成机制与预测能力提出了一些新见解,相关成果对于提升模式模拟与预测IPV和AMV的能力具有一定的指导作用。
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