“太平洋-印度洋暖池”研究计划

“太平洋-印度洋暖池”研究计划Indo-PacificOceanWarmPoolResearch前言项目简介研究队伍Argo观测XBT观测研究进展国际合作人才培养资料共享国家海洋局第一海洋研究所海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室中国青岛266061PrefaceIntroductionResearchTeamArgoObservationXBTObservationResearchProgressInternationalCooperationEducationandtrainingDatamanagement123456789123456789前言从远古到今天，神秘的蔚蓝海洋见证着人类文明的孕育和发展，然而我们又对她了解多少？在遥远的热带太平洋和印度洋，聚集着一团体积庞大而又是全球海洋最为温暖的海水。她的宁静令人神往，然而她以诡秘方式影响着几乎世界每一个角落，她就是我们魂牵的梦想之地—“太平洋-印度洋暖池”她是海洋和大气角逐的一艘旗舰，是ElNiño这一古怪精灵的摇篮。郑和，中国探索海洋的先驱，从1405年起率浩荡船队七下西洋，穿越马六甲海峡，远达东非。600年后，我们把目光再次投向这片熟悉而又陌生广袤海洋。自然如不能被目证就不能被征服，这就是我们的使命：揭开“太平洋-印度洋暖池”美丽而又神秘面纱。研究资助：•科技部国家重大基础研究前期研究专项（2001CCB00500）•科技部国际合作重点项目（2002CB714001)•自然科学基金委员会重点基金（40232012）郑和宝船PrefaceFromtheremoteantiquitytonow,themysteriousazureblueoceanwitnessesthebirthandgrow-upofthehumancivilization.Howmuchdoweunderstandher,however?InthefarawaytropicalPacificandIndianOceanliesahugevolumeofwarmestwaterintheworld.Hertranquilityissoattractive,whileshetouchestheworldinhercunningway.Sheisjustwhatwearedreamingof—“Pacific-IndianOceanWarmPool”ActingastheFlagshipinthewrestlebetweentheoceanandatmosphere,sheisthecradleofthemonstrousgeniusElNiño.ZhengHe,thegreatestChinesepioneeringnavigator,exploredtheso-calledWesternOceanfrom1405leadinghishugefleetwithsevenexpeditions.600yearslater,wecastoursightagainonthisfamiliarbutalsounacquaintedvastocean.Naturecann’tbeconqueredifnotwitnessed.Thisisjustourduty,tounveilthebeautyandmysteryofthePacific-IndianOceanWarmPool.Sponsors:•MinistryofScienceandTechnology(2001CCB00500,2002CB714001)•NSF(40232012)ZhengHe’sTreasure-ship项目简介ENSO是全球年际尺度气候变化的主要机制之一，早期研究中ENSO被认为是主要发生在东太平洋的海-气相互作用事件，但是TOGA-COARE观测事实在一定程度上改变了这种观点。近年来中、外科学家的工作证实ElNiño信号首先出现在西太平洋暖池次表层，然后向东传播，到达东太平洋后形成传统意义上的ElNiño。因此，西太平洋暖池对于ENSO研究具有重要意义。印度洋偶极子（IOD）是近年来引起人们重视的印度洋海盆尺度海表温度和海面风场的异常事件，它对于印度洋周边国家甚至对全球的气候产生影响。由于印度洋缺乏观测资料，对于IOD相对于ENSO的独立性以及它和ENSO相互作用的理解受到很大限制。因此，以“太平洋-印度洋暖池”这一核心概念为中心，研究太平洋、印度洋中的海-气相互作用过程、二者之间的联系以及对中国气候的影响具有重要科学价值。IntroductionThetropicalocean-atmosphereinteractionassociatedwithENSOisregardedastheoneofkeymechanismsoftheglobalinter-annualclimatevariability.Originally,ENSOisbelievedtobedominatedbytheair-seainteractionintheeasternPacific.However,TOGA-COAREobservationsarguethisparadigm.RecentlyresearchrevealsthattheElNiñosignalfirstlyappearsinthesubsurfaceofWesternPacificWarmPool(WPWP)andthenpropagateseastward.ThusWPWPplaysacriticalroleintheENSOcycle.IndianOceanDipole(IOD),isarecentlyidentifiedeventasabasin-scalepatternofSSTandwindanomaly.Itcanloadsignificantimpactsontheseasonalclimateconditionsatregionalandglobalscales.UnderstandinghowIODisindependentofENSOandhowitinteractswithENSOhasbeenlimitedbyalackofobservationsintheIndianOcean.Itisthusrathervaluabletostudytheatmosphere-oceaninteractionswithintheso-called“Pacific-IndianWarmPool”(PIWP),theircommunicationandimpactonChineseclimate.研究队伍巢纪平，院士，国家海洋环境预报中心于卫东，博士/副研究员，海洋一所许建平，研究员，海洋二所张庆华，博士/研究员，海洋一所蒲书箴，研究员，海洋一所刘海行，研究员，海洋一所陈显尧，博士/研究员，海洋一所李立，研究员，海洋三所项目执行协调人：于卫东([e-mail])项目执行秘书：李劳钰([e-mail])ChaoJi-ping1,2,Academician,YuWei-dong1,PhD/AssociateProfessorXuJian-ping3,ProfessorZhangQing-hua1,PhD/ProfessorPuShu-zhen1,ProfessorLiuHai-xing1,ProfessorChenXian-yao1,PhD/ProfessorLiLi4,Professor1.FirstInstituteofOceanography,SOA2.NationalMarineEnvironmentCenter3.SecondInstituteofOceanography,SOA4.ThirdInstituteofOceanography,SOAProjectcoordinator:YuWeidong([e-mail])Projectsecretary:LiLaoyu([e-mail])Researchgroup巢纪平，院士，国家海洋环境预报中心于卫东，博士/副研究员，海洋一所许建平，研究员，海洋二所张庆华，博士/研究员，海洋一所蒲书箴，研究员，海洋一所刘海行，研究员，海洋一所陈显尧，博士/研究员，海洋一所李立，研究员，海洋三所项目执行协调人：于卫东([e-mail])项目执行秘书：李劳钰([e-mail])大事记1.2002年3月21日下午15时，中国第一枚Argo浮标在东印度洋(114°42′E,14°12′S)投放成功，世界气象组织编号5900798；2.2002年10月20-25日，在西太平洋投放Argo浮标3枚；3.2002年12月30日至2003年1月13日，在西太平洋投放Argo浮标13枚；4.2003年8月4-11日，在西太平洋投放Argo浮标3枚；5.2004年1月9-18日，在西太平洋投放Argo浮标3枚；Argo资料的NormalMode分解NormalModedecompositionofArgoProfile利用前5个模态的密度剖面重构Densityreconstructionwith1-5modes利用前5个模态的温度剖面重构Temperaturereconstructionwith1-5modesMemorabilia1.15:00,Mar.21,2002,EastIndianOceandiscernsthefirstChineseArgodeploymentatthelocation(114°42′E,14°12′S).ItsWMOIDis5900798;2.Oct.20-25,2002,3ArgofloatsbeingdeployedinthewesternPacificOcean;3.Dec.30,2002toJan.13,2003,13ArgofloatsbeingdeployedinthewesternPacificOcean;4.Aug.4-11,2003,3ArgofloatsbeingdeployedinthewesternPacificOcean;5.Jan.9-18,2004,3ArgofloatsbeingdeployedinthewesternPacificOcean;Argo观测ArgoDeploymentXBT观测۞西太平洋断面：15N至15S2002年11月24日至12月2日完成0.25度间隔调查船：雪龙号۞东印度洋断面：15S至15N2003年3月10日至15日完成0.25度间隔调查船：雪龙号XBTObservation۞WestPacificSection：15N–15SFromNov.24toDec.2,20020.25degreeresolutionVessel:Xue-Long۞EastIndianSection：15S–15NFromMar.10-15,0.25degreeresolutionVessel:Xue-LongDataquicklook数据一瞥研究进展۞ENSO循环中大气环流异常特征分析热带海-气相互作用过程的分析中，大气环流的变化常以纬向风作为代表性指标，但是这还不足以给出大气环流变异的全貌。ElNiño的发生和Walker环流有着密切联系，Walker环流在本质上是热力驱动环流，直接对应着大气环流的无旋分量。同时，大气环流的无辐散分量代表了大气的动力响应。因此，把热带大气运动分解成无旋（以流函数表征）和无辐散（以速度势表征）两部分，研究它们的变化特征可以使我们对大气环流变化有一个更清晰的认识