“热带太平洋观测系统2020”
21世纪以来,随着ENSO多样性发展和全球变暖持续影响,ENSO的模拟和预测也遭受了巨大挑战。同时,TOGA-COARE构建的热带太平洋国际观测系统因缺乏持续的经费支持,2012—2014年逐步缩减。特别是国际主流气候模式对2014/2015年超强厄尔尼诺事件预测失败,向气候模式和热带太平洋国际观测网络提出了新的挑战。在此背景下,“热带太平洋观测系统2020”(TPOS 2020)计划于2014年开始实施,包括中国、美国、日本等12个国家参与该计划(图8)。TPOS 2020旨在2020年完成一套更加优化的热带太平洋国际观测系统,以提升耦合天气预报和季节内预测水平,增进对ENSO的认知和模拟预测,从而提升极端天气系统对洪水、渔业、山火和空气污染等领域的预警能力。TPOS 2020将强化对上层海洋及海面大气重要参数和现象的监测,增加海洋生物地球化学方面的内容,并将其观测网络向太平洋东、西边界区域和高纬度区域扩展。
“印度洋海洋观测系统”
“印度洋海洋观测系统”(IndOOS)的科学目标主要是为天气与气候预报、环境评估与决策提供可持续的高质量海洋与大气观测数据。该计划自1999年开始论证,于2006年在CLIVAR和“全球海洋观测系统”(GOOS)框架下开始实施。IndOOS在印度洋构建了“热带潜标阵列”(RAMA),该阵列观测对提高短期气候预测能力具有重要作用。中国自主研发的深海浮标“白龙”成为RAMA观测系统中的重要组成部分。在印太交汇区,IndOOS观测主要集中在东印度洋海域,主要包含两条断面和潜标观测(图9a);自2020年开始,IndOOS开始实施第二阶段的观测计划,显著增加了印度洋海域的Argo剖面浮标观测数量(图9b)。
“海洋性大陆观测”
“海洋性大陆观测”(YMC)是一项偏重于大气科学方面的国际计划,开始于2017年,主要针对印太交汇区中的中国南海、中南半岛、菲律宾群岛、印度尼西亚群岛、新几内亚岛等众多岛屿及一系列浅海组成的海洋性大陆区域开展大规模的定点、走航观测和数值模拟实验(图10),增进对海洋性大陆地区的大气对流状况、上层海洋过程和海-气相互作用、平流层和对流层的相互作用、大气气溶胶的认知,改进该区域数值模式,从而提升对该区域天气气候系统多尺度变异及其全球影响的认识和预测。该计划由包括中国、日本、印度尼西亚、英国、澳大利亚在内的15个国家参与,分为两个阶段实施,第一阶段已于2020年结束。目前,YMC计划在海洋性大陆区域构建了一个综合的天气、气候观测网络,为下一步开展该区域数值模式与观测集成奠定了良好的基础。
“印度尼西亚群岛层结与输运”
相比而言,印太交汇区核心海域海洋观测国际计划仍相对较少。在Arlindo之后,印尼海实施的规模最大的多边国际合作计划是“印度尼西亚群岛层结与输运”(INSTANT)(图11)。该计划开始于2003年,联合来自印度尼西亚、法国、荷兰、美国和澳大利亚的科学家通过观测ITF研究其强度和垂直分布,为海洋环流和气候模式的初始过程和验证提供观测支撑。INSTANT于2004—2006年对ITF主要路径开展了同步观测,基本厘清了印尼海中ITF各个通道的流量,并揭示了关键海峡通量的季节和季节内变异。