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ENSO韵律控制热带太平洋-北大西洋的年际联系
作者:姜枫,张文君               发布时间:2021/11/18 15:28:35              浏览量:

ENSO是全球最显著的年际气候变率信号,是探索季节-年际预测最有希望的途径之一。以往成功的ENSO预测主要基于经典的充放电振子理论,可以大约超前三个季度预测,但是近年来ENSO预测却面临着巨大的挑战,其可预报时效大大缩短,因此大量研究尝试从热带外、其他海盆寻找ENSO的可能前兆因子。在年际尺度上,不仅ENSO可以影响北大西洋海温(NTA),NTA对ENSO可能也存在反馈,前人研究基于二者统计关系,提出这一反馈也可以为ENSO提供可预报性来源。如果NTA超前ENSO发生的前兆信号被证实,将为提高气候变化背景下的ENSO预测提供希望。但是也有研究指出,NTA对ENSO的反馈作用只能改善ENSO的模拟情况而并不能有效提高ENSO预测水平。那么在热带太平洋-北大西洋的年际联系中,ENSO是否占据主导地位?

大气科学学院张文君教授课题组基于观测、理论及多模式结果发现热带太平洋-北大西洋的年际联系由ENSO控制,ENSO的周期变化是调控二者关系变化的关键因子(图1)。在2年的ENSO循环中, El Niño衰减年春季(~4个月后)北大西洋明显增暖,随后冬季La Niña发生,北大西洋海温与随后ENSO状况有统计的8个月的超前关系,对于4年周期的ENSO循环中有类似情况,北大西洋海气变率有超前ENSO约20个月的统计关系,但这些统计关系并不具有物理意义。之前对于热带太平洋-北大西洋年际关系的错误认识源于对ENSO的自相关与ENSO影响北大西洋海温的季节锁相性的忽视,这导致了对于热带太平洋-北大西洋因果关系的错误理解。本研究进一步发现,在全球变暖下,ENSO对热带太平洋-北大西洋的年际联系的主导地位不会改变。 

图1 ENSO周期调制赤道太平洋-北大西洋海温年际关系概念图。在2年的ENSO循环中(红色),冬季的El Niño发生后(左),其衰减年春季(~4个月后)北大西洋明显增暖(上),随后冬季(~8个月后)La Niña发生(右),北大西洋海温与随后ENSO状况有统计的8个月的超前关系。相似的,冬季La Niña后(右)春季北大西洋海温明显变冷(下),随后冬季出现El Niño。对于4年周期的ENSO循环中(蓝色)有类似情况,北大西洋海气变率有超前ENSO 20个月的统计关系。 

 

该成果在国际学术期刊《Nature Communications》上发表:

参考文献

W. Zhang, F. Jiang, M. Stuecker, F.-F. Jin, A. Timmermann. 2021: Spurious North tropical Atlantic precursors to El Nino. Nature Communications, 12, 3096, javascript:;.