（1）主要工作进展

　　1) 发现温室气体增暖加强北太平洋对ENSO的影响 

　　北太平洋经向模态（NPMM）是东北太平洋海-气耦合的主模态，也是连接中高纬大气变率与热带海洋的重要通道之一，其峰值出现在北半球春季。NPMM可通过风-蒸发-SST（WES）反馈、夏季深对流响应和信风充放电等过程对当年厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的发生、发展和多样性等产生影响，是ENSO的有效预测因子，也可部分解释ENSO在2000年前后的特征变化。1950年以来超过50%的厄尔尼诺（拉尼娜）事件都伴随有当年春季的正（负）NPMM事件，其中包括了三次极端厄尔尼诺事件（1982-83、1997-98和2015-16厄尔尼诺）和一次极端拉尼娜事件（1998-99拉尼娜）（图1 a-d）。随着全球变暖，NPMM对ENSO的影响如何变化尚不清楚。 

　　该研究利用CMIP5+CMIP6多模式数据及海气耦合模式实验，首次发现全球变暖将导致NPMM对ENSO，尤其是极端ENSO的影响增强（图1e）。在全球变暖背景下，海温异常叠加在更高的背景海温上会触发更强的大气响应（蒸发、对流等），进而WES反馈和夏季深对流响应过程可以更加有效地在赤道中、西太平洋诱导出更强的风场异常，有利于接下来ENSO事件的发生和发展。根据该研究结果，北太平洋大气和海洋的变率不仅对未来极端ENSO事件的增加有所贡献，也成为ENSO更加有效的预测因子，为提高未来ENSO的预测提供了重要依据。（Jia et al. 2021, Nature Climate Change） 

　　图1 a. 1982、1997和2015年集合平均的正NPMM事件，b. 1975、1998、1999年集合平均的负NPMM事件，c. 1982-83、1997-98、2015-16年集合平均的厄尔尼诺事件，d. 1975-76、1998-99、1999-2000年集合平均的拉尼娜事件，e. 与20世纪（1900-1999）模拟试验的结果相比，90%的CMIP模式呈现出NPMM对ENSO的影响在全球变暖试验场景（2000-2099）下显著增强。 

　　2) 季节内风场对近期印度洋偶极子事件的调制 

　　Zhao and Yuan (2021) 利用海洋环流模式实验，评估了1996-2020年季节内风场通过海洋非线性对IOD事件年际变化的调制影响。结果表明，调制的年际海表温度异常（SSTA）和海平面高度异常比观测年际异常小很多，表明IOD主要由低频风强迫。论文已被国际气候学研究权威学术期刊Climate Dynamics接受发表。 

　　这项研究结果，结合我们前期关于太平洋季节内风场通过海洋非线性对年际信号只有极弱调制效应的论文研究（Zhao et al. 2019），显示ENSO和IOD等极端年际气候异常事件，不大可能是由大气季节内振荡诱发。而西边界非线性反射和印尼贯穿流的“海洋通道”作用，可能是值得进一步探究的重要动力过程。以上两篇论文，对ENSO等极端年际异常事件的爆发机制，提出了颠覆性挑战，是重要的原创性研究成果。 

　　研究表明，尽管2019年秋冬季热带印度洋发生了强烈的季节内东风事件，但其调制的年际SSTA在2019年正IOD事件的成熟和终止阶段只起次要作用（图2）。2016年5月至7月中旬发生了一系列季节内西风事件，但其直接调制的SSTA在东南印度洋很弱（图3）。另外，季节内变化必须通过非线性过程才能产生年际变异。我们在热带印度洋东边界附近发现了一种新的季节内非线性调制机制，即海洋赤道波在东边界的反射导致纬向流减速，从而通过纬向非线性平流在2016年春夏季调制产生低频的下降开尔文波。然而，由东边界反射引起的调制异常远小于总的年际异常，表明季节内风场调制对IOD的影响不显著。（Zhao et al.，2021，Climate Dynamics） 

　　图2. 2019年正IOD，季节内风场变化调制的低频SLA 和SSTA。 

　　图3. 2016年负IOD，季节内风场变化调制的低频SLA 和SSTA。 

　　3) 耦合模式FGOALS对热带印度洋偶极子模态的模拟评估 

　　热带印度洋海表温度具有显著的年际变化特征，包括印度洋偶极子（IOD）模态和海盆（IOB）模态，前者对印度洋地区乃至全球气候都具有显著影响。本文主要研究了FGOALS（Flexible Global Ocean–Atmosphere–Land System model）系列耦合模式对热带印度洋海表温度的气候态和IOD模态的模拟能力，其中包括第二代的两个版本（FGOALS-g2和FGOALS-说）和第三代的两个版本（FGOALS-f3-L，FGOALS-g3），旨在讨论耦合模式中IOD事件和ENSO事件与IOD事件相互作用过程的物理机理，以及分析模式偏差的来源。结果表明：（1）热带东印度洋次表层存在类偶极子的温度模拟偏差，这个偏差在海洋模式中就存在，在耦合之后被放大，冷偏差的存在使得赤道东印度洋表层海温对东风应力更加敏感；（2）耦合模式历史模拟试验和海洋模式的OMIP1试验均可以模拟出IOD事件（图4），但强度略有不同，这一模拟偏差主要与模拟风应力的气候态和年际变化偏差有关；（3）耦合模式模拟出强的ENSO强度与IOD事件强度存在正相关，并且当在热带太平洋出现厄尔尼诺事件时，更有利于在热带印度洋激发正偶极子事件；（4）耦合模式对模拟ENSO事件与IOD事件相互作用过程的模拟偏差大小主要取决于大气模式对印度洋风应力异常与ENSO海温异常之间关系的模拟，此外模拟结果还对对印度尼西亚海附近的海底地形非常敏感。（赵舒文，俞永强，2021，已投大气科学） 

　　图4（a）观测SST、（b）FGOALS-f3-L、（c）FGOALS-g3、（d）FGOALS-s2、(e)FGOALS-g2、（f）LICOM3和（g）LICOM2印度洋海表温度异常EOF分解的第二模态（单位：ｏＣ）。

（2）专著人才等情况

　　1) Jia, F., Cai, W.*, Gan, B., Wu, L.* & Di Lorenzo, E. 2021: Enhanced North Pacific impact on El Niño/Southern Oscillation under greenhouse warming. Nature Climate Change, https://doi.org/10.1038/s41558-021-01139-x. （整体第二标注；个人第一标注） 

　　2)Zhao Xia, Dongliang Yuan, (2021). Evaluation of intraseasonal wind rectiication on recent Indian Ocean dipole events using LICOM, Climate Dynamics, https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-021-05943-1.（第三标注） 

　　3)赵舒文，俞永强，2021，耦合模式FGOALS对热带印度洋偶极子模态的模拟评估.（已投大气科学） 

　　4)张林林研究员入选国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（项目编号：42122041）