优秀成果展示——不同经向结构热带海气相互作用理论及其在ENSO非线性气候影响中的应用
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发布时间：2025/11/5 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2025]001 |
| 评价结果： |
优秀一等 |
| 成果名称： |
不同经向结构热带海气相互作用理论及其在ENSO非线性气候影响中的应用 |
| 完成单位： |
中国海洋大学、北京师范大学、国家海洋环境预报中心 |
| 成果形式： |
基础研究类-新原理 |
| 研究领域： |
基础研究 |
| 评价年份： |
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| 完成人： |
李建平、冯娟、季轩梁、侯兆禄、张亚洲、赵阳、王爽、李佳昕、安然、许发雷 |
| 成果简介： |
本成果源于国家自然科学基金、国家重点研发项目课题等，属基础研究新原理类成果。本成果是团队十余年在不同经向结构热带海气相互作用理论及其在ENSO非线性气候影响中应用的创新成果。围绕量化热带海气相互作用及其影响与预测建模的关键科技问题，引入轴对称函数分解法，率先从理论上量化了环流与热源经向结构的关系与成因；此理论为ENSO的冷暖事件、发展和衰退位相的非线性过程、影响及其可预测性的非对称性提供了定量化解释，揭示了其影响华南降水、我国东部气溶胶浓度的物理机制，并建立了相应的预测模型。成果在国家气候中心、国家海洋环境预报中心实现业务应用，形成了自主知识产权，为显著提升ENSO气候影响预测提供了科学支撑。
1. 提出了不同经向结构热带海气相互作用理论，为定量刻画热带海气过程提供了可行方案。海温经向结构的变化主导了全球平均气候特征，前人关于不同经向结构热带海气相互作用的研究以定性分析为主，缺乏理论定量分析。围绕将不同经向结构热带海气相互作用定量化的问题，团队引入轴对称函数分解法，理论给出了不同经向结构热带海气相互作用的响应函数，实现了对不同经向结构热带海气相互作用的定量表征，并系统揭示了其季节、年际、年代际变化特征及成因。上述工作发表SCI论文20篇，得到国际同行广泛关注，相关成果的文献计量学显示团队成员位于全球首位，入选斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家”终身成就榜单、“世界最佳地球科学家”榜单、中国高被引学者，获全球最佳地球科学家领军奖；团队成员在EGU、IAMAS等国际学术会议作特邀报告6次。以上研究为开展ENSO非线性气候影响的成因奠定了坚实的理论基础。2. 应用不同经向结构热带海气相互作用理论揭示了ENSO非线性影响和非对称可预测性的成因。ENSO冷暖事件、发展和衰退位相的气候影响存在明显的非线性特征，但对其成因研究尚不清晰。团队利用上述理论，发现了海温经向结构在ENSO演化非线性过程差异中的关键作用，揭示了其不同位相可预测性的非对称性，解释了ENSO对区域气候异常非线性影响的成因，阐释了热带海气过程影响华南降水、我国东部气溶胶浓度的物理机制，建立了相应的预测模型。相关研究为ENSO动力学和非线性影响提供了定量化解释。以上工作发表SCI论文25篇，团队成员在IUGG、EGU等国际学术会议作特邀报告4次，担任国际气候学委员会主席、国际气候与环境变化委员会主席，主持国际学术会议分会6次；相关论文因“突出和突破性研究”，被AGU评为“研究亮点”、被评为“ERL编辑优选”；被《第一次海洋与气候变化科学评估报告》原图引用，用以阐释ENSO对东亚降水的影响；被IPCC AR6引用。
关于不同经向结构热带海气相互作用的理论结果和方法被中国、美国、意大利、日本、巴西、罗马尼亚、印度、巴基斯坦等同行广泛引用，作为理论支撑应用于ENSO非线性作用、古气候、数值模拟、极端降水、气旋活动、区域气候异常等研究中；被斯普林格出版社图书收录；被国家气候中心纳入“气候系统监测和诊断”，服务于气候会商；被国家海洋环境预报中心纳入海洋环境系统预报业务，应用于实际业务预报；撰写的预测2015年夏季我国东部地区降水形势的咨询报告，获教育部采纳。团队成员连续5年（2020-2024年）入选斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家”榜单、连续3年（2022-2024年）入选“世界最佳地球科学家”榜单、中国高被引学者、获全球最佳地球科学家领军奖；担任国际气候学委员会主席、委员，国际气候与环境变化委员会主席，国际大地测量与地球物理学联合会首批会士等重要学术团体职位；在EGU等国际学术会议作特邀报告10次，主持国际学术会议分会6次；多次参与国家气候中心、国家海洋环境预报中心的会商，助力实际业务预测。形成了软件著作权4项，培养了一支热带海气相互作用、ENSO动力学领域的人才队伍，包括博士生10名，硕士生15名。 |
