一、项目总体实施情况

对热带太平洋-印度洋气候系统相互作用的“海洋通道”机制开展资料诊断和大规模气候模式数值实验研究，弄清ENSO和印度洋环流通过 ITF 和暖池热量充放与交换发生相互作用的动力过程，揭示ENSO 影响印度洋环流和偶极子发展的机制和可预报性，以及偶极子与ENSO滞后相关显著的动力机制，比较大气桥和“海洋通道”机制的作用效果，评估CMIP计划下的气候模式模拟该动力机制的能力。项目发表SCI论文15篇，其中包含，NCOMM论文1篇，JPO论文5篇，JGR论文3篇，GRL论文1篇，Climate Dynamics论文2篇，Sci. Rep.论文1篇。超额完成预定研究目标。

二、研究结果

1、取得科学认识及其意义

（1）发现太平洋“北赤道次表层流（NESC）”并揭示其机制。潜标观测发现，NESC在北赤道逆流之下横跨北太平洋海盆向西流向印尼贯穿流源区，有强烈的季节内至年际变化（Li X. et al. 2020；Yang et al. 2020），于厄尔尼诺事件次年显著增强，进入望加锡海峡次温跃层（Li M. et al. 2021），对于暖池热含量变化有重要影响。揭示低盐的北太平洋中层水(NPIW)，随NESC进入ITF，为解释通风环流水体平衡的世界难题提供了新思路。观测显示西太平洋存在丰富的次温跃层环流结构，颠覆了经典大洋温跃层理论认为热带西太主温跃层之下存在静止不动的“阴影区”的认识，证明赤道外潜流的生成机制为大洋低阶斜压模态的叠加（Li X. et al. 2020），其变异受罗斯贝波垂直传播控制（Yang et al. 2020）。新理论与经典理论的本质区别，在于考虑了海底边界的约束，是对现代大洋温跃层理论的重要修正。

（2）发现印尼东部海域中层贯穿流，揭示印太中深层环流的联系和动力机制。潜标观测发现印尼海东部马鲁古海的一支中层西边界流，主要携带南极中层水，由塔劳岛以南海域入侵，并且通过利法马托拉海峡进入塞兰-班达海和印度洋（Yuan et al., 2022, NCOMM），揭示了马鲁古海中层环流动力机制由入流和出流的位涡通量差决定（Yin et al. 2022 JPO）。该发现，使南太平洋亚南极与印度洋中层环流联系实现从0到1的突破，与亮点一一起，为解释太平洋通风环流水体平衡的世界难题提供了新思路。

首次确定利法马托拉海峡溢流由水力控制的动力机制，其流量与北大西洋丹麦海峡溢流流量相近，揭示海槛下游存在强混合区，估算了下游班达海平均垂向扩散系数（Tan. et al. 2020 JPO）。印尼海东部中深层环流研究，对印尼深层翻转环流和全球海洋大输送带有重要意义。

（3）揭示印太暖池交换过程与机制。揭示赤道印度洋纬向流和上艾克曼输运是影响热带东印度洋盐度年际变化的关键因素，对于ITF出口温盐结构起了重要的控制作用（Zhang et al. 2022）；发现印度洋通过萨武海流向印尼海的潜流（Wang et al. 2021），与印尼东部马鲁古海和利法马托拉海峡上层平均流量流回西太相连，为ITF逆流的存在提供了0-1的关键证据；发现南太平洋上层水受海平面梯度驱动通过哈马黑拉海进入ITF，潜标估算年平均流量约为2.44Sv (Li et al. 2020)，表明南太平洋翻转环流在全球海洋大输送带中起重要作用，颠覆了传统的环流格局。

发现棉兰老流路径在印尼海源区发生剧烈摆动（Li X. et al. 2021），揭示：当西边界流处于入侵态或跨越态时，罗斯贝波或通过缺口向西传播或被阻挡（Yuan et al. 2019），颠覆了经典线性反射理论。

2、对解决西太计划关键科学问题的贡献

本项目的研究为理解“印太相互作用的多尺度过程和复杂地形控制下的联系”提供了重要的科学依据。

印尼贯穿流研究成果，作为主要内容，使得袁东亮为首的团队，2022年获颁“海洋科学与技术奖”特等奖。

3、成果列表

[1]     Tan, S., L. J. Pratt, D. Yuan*, et al., 2020: Hydraulics and mixing of the deepoverflow in the Lifamatola Passage of the Indonesian, J. Phys. Oceanogr., 50(9): 2797–2814. （第一标注）

[2]     Zhang, Z., Wang, J.*, & Yuan, D. * (2022). Mixed layer salinity balance in the eastern tropical Indian Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 127, e2021JC018229. https://doi.org/10.1029/2021JC018229（第一标注）

[3]     Hao Jiajia, D. Yuan*, Tian Di, Su Jian, Phlmann Thomas, Long-term changes of cross-shelf transports in the Yellow and East China Seas under diferent greenhouse gases emission scenarios. 2021,Climate Dynamics, https://doi.org/10.1007/s00382-021-06045-8（第一标注）

[4]     Yuan D.#* , X. Yin#, X Li#, Corry Corvianawatie, Z Wang,Y Li, Y Yang, et al., 2022: A Maluku Sea intermediate western boundary current connecting Pacific Ocean circulation to the Indonesian Throughflow, Nature Communications, 13:2093, https://doi.org/10.1038/s41467-022-29617-6（第二标注）

[5]     Yin X, Yuan D*, et al. Moored observations of the currents and transports of the Maluku Sea. Journal of Physical Oceanography (ISSN:0022-3670): 2022. DOI: 10.1175/JPO-D-22-0027.1（第二标注）

[6]     Li X., Yuan D.*, Li Y., Wang Z., Wang J., Hu X., Yang Y., et al. 2021, Moored observations of currents and water mass properties between Talaud and Halmahera Islands at the entrance of the Indonesian seas, J. Phys. Oceanogr., 51(12):3557-3572.（第二标注）

[7]     Li, X., Y. Yang, R. Li, L. Zhang, and D. Yuan*, 2020: Structure and dynamics of the Pacific North Equatorial Subsurface Current. Sci. Rep., 10:11758, https://doi.org/10.1038/s41598-020-68605-y （第三标注）

[8]     Yang, Y., X. Li, J. Wang, and D. Yuan*, 2020: Seasonal variability and dynamicsof the Pacific North Equatorial Subsurface Current. J. Phys. Oceanogr., 50, 2457-2474.（第三标注）

[9]     Li, X., D. Yuan*, Z. Wang, Y. Li, et al., 2020: Moored observations of transport and variability of Halmahera Sea currents. J. Phys. Oceanogr., 50(2), DOI: 10.1175/JPO-D-19-0109.1 （第三标注）

[10]  Yuan*, D., X. Song, Y. Yang, and W. K. Dewar, 2019: Dynamics of Mesoscale Eddies Interacting With a Western Boundary Current Flowing by a Gap, Journal of Geophysical Research: Oceans, 10.1029/2019JC014949. （第三标注）