一、 年度工作进展

1、项目实施方案执行情况

按照原定研究计划，针对重大计划的主要研究方向1-3“西太平洋海-陆-气相互作用及其对天气和气候的影响”项目组自主基于研制的海洋和耦合模式完成CMIP6高分辨率模式比较试验（HiresMIP）并重点评估了模式在西太平洋的模拟能力，特别是与两个国际上著名的耦合模式（英国气象局和德国马普气象研究所研发的高分辨率耦合模式Had_GEM3和MPI_ICON）进行了对比分析。

2、与西太计划其他项目的交流合作情况

基于本项目研究成果，与其他项目联合了申请西太重大研究计划的集成项目。

3、获得数据及其在项目研究中的意义

本项目开展的全部数值试验结果已经在网上公开发布，可以为西太平洋计划提供模拟和数据支持。

二、 年度研究成果

1、取得科学认识及其意义

（1）对比分析了两个高分辨率耦合模式FGOALS-f3-H与Had_GEM3模拟的北太平洋副热带环流的基本气候态和长期气候变化特征,发现两个高分辨率版本模式均能比较真实地重现黑超话及其延伸体的基本气候特征和长期变化趋势，特别是在过去几十年里黑潮延伸体区域都表现出加速增暖的趋势，在上层1000米都出现显著的增暖趋势；在RCP8.5温室排放情境下两个耦合模式模拟的这种增暖趋势均更为明显，而且与黑潮延伸体北移密切相关。与此同时，100公里低分辨率版本耦合模式模拟的增暖趋势更弱，且深度主要在上层200米以内。

（2）对比分析了两个高分辨率耦合模式FGOALS-f3-H与MPI_ICON模拟的热带不稳定波动（TIW），重点分析了TIW的三维结构。研究发现模拟的TIW偏差主要来自平均气候状态，因为TIW从平均势能和动能中涡动动能。TIW有Rossby和Yanai两种模态，周期分别为33天和17天。通过对比耦合模式和TAO阵列锚系观测结果，给出了两种TIW模态的海面温度异常和地下温度异常的时间演化过程。结果表明，表层和次表层海温异常的相位变化可以用经典的非频散Rossby理论来解释。由于效应，在正海面高度（SSH）异常的西侧形成辐合，并导致SSH异常向西传播。次表层海温暖异常随SSH正异常引起的热跃层深度加深而向西传播。正SSH异常还与反气旋环流有关，可导致暖水输送，并造成暖的SST异常。

2、对解决西太计划关键科学问题的贡献

本项目研究发现中尺度海气相互作用在季节内-年际-年代际乃等不同时间尺度的海洋和大气环流演变中均具有重要作用，本项目研制的高分辨率耦合气候系统模式可以为西太研究计划的相关研究项目提供数值模拟研究平台。

3、成果列表

1.        Li, Tianyan, Yongqiang Yu, Bo an, et al., 2023: Tropical Instability Waves in a High-Resolution Oceanic and Coupled GCM. Ocean Modeling，https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2023.102169

2.        Wang, Xiaowei, and Yongqiang YU, 2023: Numerical Simulations of Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) from OMIP experiments and its Sensitivity to Shortwave Radiation Forcing. (In Press)

3.        An, B., Yu, Y., Hewitt, H. et al.， 2023: The benefits of high-resolution models in simulating the Kuroshio Extension and its long-term changes. Clim. Dyn. https://doi.org/10.1007/s00382-023-06862-z

  4.俞永强，安博，刘海龙等，2023: FGOALS高分辨率气候模式系统模式研制与应用综述，大气科学（in Press）