一、年度工作进展

1、项目实施方案执行情况

依据滞后相关和合成动力学分析，对比“海洋通道”和大气桥过程在不同时空尺度上印-太气候相互作用和气候可预报性的效果；完成不同类型太平洋 ENSO 事件影响印度洋环流的敏感性实验积分；2021发表标注本项目的高端SCI 论文3篇（Geophysical Research Letters, J. Phys. Oceanogr., Climate Dynamics），超额完成预定任务。

2、与西太计划其他项目的交流合作情况

本项目与汪嘉宁研究员负责的重大研究计划重点支持项目“西太平洋复杂地形下深海动力过程和与上层海洋的联系”（91958204）在近西边界附近的研究形成配合，与张林林研究员负责的基金委项目合作研究NESC。同时与中科院海洋所、南海所、大气所，自然资源部海洋一所、二所的科研人员保持密切交流合作态势，数篇合作论文正在撰写中。

3、获得数据及其在项目研究中的意义

项目于2020年12月底，开展IOCAS与RCO/LIPI的印尼海联合航次，回收7套潜标，获得ITF入口和出口海峡的同步观测数据，并重新布放6套潜标于利法马托拉海峡（2套），哈马黑拉海Gebe海峡（1套），马鲁古海峡（3套），继续对ITF东通道海流开展观测研究。航次由印尼科学家单独完成，细节与海洋所科学家通过线上进行交流，该合作来之不易，是全球新冠疫情期间国际合作的一种新方式。

二、 年度研究成果

1、取得科学认识及其意义

    1）印尼贯穿流次表层环流研究取得进展

望加锡海峡（Makassar Strait）是印度尼西亚贯穿流(ITF)的主要入流通道，由于缺乏次表层及以下的观测，对于印尼贯穿流次温跃层环流还不够明确。利用13年（2004-2011；2013-2017）的望加锡海峡潜标流速观测数据发现在2015/2016极端厄尔尼诺极端事件后，2016年夏季望加锡海峡次温跃层（300-760米）流量异常增大，发生了3倍年际变率的显著变化。基于在望加锡海峡的走航CTD剖面观测和西太ARGO剖面观测，水团分析显示望加锡海峡次温跃层水团为南北太平洋混合水团。利用Maluku海峡以及西太130°E，5°E，位于印度贯穿流源区的潜标ADCP观测数据，研究发现望加锡海峡次温跃层流量2016年夏季的异常增强是由于北赤道次表层流（NESC）的异常增强并入侵望加锡海峡引起的，NESC在夏季自东向西流动过程中混合了热带南北太平洋的中层水团。2016年夏季NESC的异常增强是对2015/2016年极端El Niño事件的响应，极端El Niño事件后赤道中太平洋的风场异常激发起了海洋次温跃层的斜压Rossby波，并因此引起了NESC的异常增强。

该研究提出了北赤道次表层流入侵望加锡海峡的路径，是一条热带太平洋南北混合水团在次温跃层直接进入望加锡海峡的纬向路径。以上结果为太平洋-印度洋次温跃层联系的研究提供了新的思路。论文发表在Geophysical Research Letters上（Li et al. 2021, Geophysical Research Letters）。

    2）季节内风场对近期印度洋偶极子事件的调制

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。论文国际气候学研究权威学术期刊Climate Dynamics在线发表（Zhao et al.2021, Climate Dynamics）。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。

    3）发现棉兰老流在印尼海源区发生剧烈摆动

在印尼贯穿流（ITF）源区环流的观测研究取得0-1的突破性进展，首次以确凿观测数据证实，太平洋热带环流的西边界流——棉兰老流在西太平洋-印尼海源区海域有强烈的季节性摆动，并揭示其机制。分析显示，TH海峡的海流变率以季节尺度及以上的低频变化为主，上层海流存在显著的年循环，冬季为东北向，夏季为西南向。水团、水色与海表面高度等数据进一步证明，这种年循环的变化是由于棉兰老流（MC）的季节性摆动引起的，棉兰老流在北半球冬季向南入侵马鲁古海后向东折返，形成北赤道逆流的源头。而在夏季则向北退却，在塔劳岛附近直接转向东。流态季节变化的机制可以用袁东亮课题组前期获得山东省自然科学奖的两支西边界流相遇的非线性多平衡态理论来解释（Wang and Yuan 2012, 2014 JPO）。棉兰老流与新几内亚沿岸流相对强度的变化，决定了棉兰老流的路径变化，从而决定了TH海峡海流的季节变化。在200米以下的次表层，4-7月存在一支西向的海流。潜标CTD数据显示，其水团性质为高盐的南太平洋热带水。2年平均的TH海峡60-300米的平均流量约为10.1-13.2 Sv，由北马鲁古海流向西太平洋。

本研究借助潜标观测，首次以确凿证据证实棉兰老流存在强的季节性摆动，显示非线性动力过程在印尼贯穿流源区的极端重要性。棉兰老流的摆动，证明罗斯贝波在赤道太平洋西边界的反射，涉及强非线性动力过程（Yuan et al. 2019 JGR），颠覆了经典线性反射理论，是对ENSO动力学研究的重要原创性贡献。研究结果，对于气候预报和环流动力学研究有重要科学意义。同时，也为ITF动力机制提供了新的研究内容。另外，次表层的CTD观测，为南太平洋热带水通过马鲁古海汇入印尼贯穿流提供了观测证据。相关研究内容已被J. Phys. Oceanogr.接收。

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

3、成果列表（不能与上年度重复，只列前三位标注的成果）

Li X., Yuan D.*, Li Y., Wang Z., Wang J., Hu X., Yang Y., et al. Moored observations of currents and water mass properties between Talaud and Halmahera Islands at the entrance of the Indonesian seas, J. Phys. Oceanogr., in press, https://doi.org/10.1175/JPO-D-21-0048.1（第二标注）

Li, M., Yuan, D.*, Gordon, A. L., Gruenburg, L., Li, X., Li, R., Yin, X., Yang, Y.*, Corvianatie, C., Wei, J., Yang, S. 2021: A strong sub-thermocline intrusion of the North Equatorial Subsurface Current into the Makassar Strait in 2016-2017. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL092505, 10.1029/2021GL092505 （第五标注）

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.（第六标注）