山東省自然科學一等獎得主、中科院海洋所王凡團隊：

　　追蹤“暖池”摸清厄爾尼諾“脾氣”

　　□青島日報／青島觀／青報網記者 李勛祥

　　西太平洋暖池，是全球最熱的海域，平均海溫高于28攝氏度，也由此成為東亞季風和厄爾尼諾現象的策源地。深入了解暖池溫度和鹽度結構（簡稱“熱鹽結構”）、變異機理，對于氣候變化的研究、科學認識和預測極其重要。

　　經10年研究攻關，中科院海洋研究所王凡團隊完成“熱帶西太平洋暖池熱鹽結構與變異的關鍵過程和氣候效應”項目，不僅在世界范圍內提高了對西太平洋暖池的認識，而且闡明了暖池溫鹽變異引起的氣候效應，據此發展出的新型氣候變化預報系統，顯著提高了對近年來厄爾尼諾事件的預報能力。這些成果，把西太平洋暖池的研究從二維階段推進到了三維階段，并初步奠定了我國在該領域的國際領跑地位。在剛剛召開的山東省科技創新大會上，該項目斬獲省自然科學一等獎。

　　深海潛標觀測，首次揭開西太平洋暖池完整面紗

　　自上世紀80年代以來，熱帶西太平洋海洋環流調查研究就成為國際海洋與氣候研究熱點區域，多個國家組織實施過規模不一的海上調查。王凡團隊在西太平洋暖池研究中最主要的科學突破，是在國際上首次把西太平洋暖池的三維熱鹽結構刻畫出來。

　　“以前的認識主要集中在表層海溫上，但深層的溫度、鹽度和海流結構都不清楚。這主要是由于對暖池的直接測量資料極為匱乏，因此對暖池特征和變化機理都缺乏深入認知?！蓖醴矆F隊成員、中國科學院海洋研究所研究員李元龍說，“我們先后組織了3次大規模調查，在西太平洋暖池投放兩套深海測流潛標，實現對暖池核心的全深度觀測，獲取了溫度、鹽度和海流的同步連續資料?！痹谖魈窖笈赝斗诺膬商咨詈摌?，后來發展成為由20多套潛標組成的中科院潛標觀測網，并實現了數據資料的實時化傳輸。這個觀測網的規模在國際上也屬罕見，被權威學術期刊《自然》贊譽為“鄭和下西洋600年后又一壯舉”。

　　通過投放潛標，分析相應數據，王凡團隊在暖池內部發現了新的水團并命名為“北太平洋熱帶次表層水”。與此同時，他們還發現了豐富的中小尺度熱鹽結構。根據這些研究，最終清晰刻畫出了西太平洋暖池完整的三維熱鹽結構，從而把對西太平洋暖池的科學研究從二維階段推進到了三維階段，在世界范圍內提高了對西太平洋暖池和氣候變化的認識。

　　搞清我國華南秋季嚴重干旱原因，彌補經典理論不足

　　一般來說，當厄爾尼諾事件發生時，我國降水總體上會呈現“南北多、中間少”的空間分布，澇重于旱。然而，在2009年發生的中部型厄爾尼諾事件中，我國南方卻出現了嚴重秋季干旱和糧食減產現象。對此，經典厄爾尼諾理論無法解釋。

　　“在理解和認識西太平洋暖池結構的基礎上，我們集中研究了這次干旱的原因?！崩钤埥榻B，通過資料分析，發現中部型厄爾尼諾事件對太平洋增暖位置極為敏感，增暖位置越靠西越容易造成干旱。他們利用大氣環流模式實驗，最終闡釋了暖池海溫異常增暖造成我國華南秋季嚴重干旱的機理?！敖Y果表明，暖池海溫的增暖才是我國南方秋季干旱的主要原因?！?/p>

　　這項重要的科學發現，揭示了暖池溫鹽變異對厄爾尼諾現象和我國華南降水變化的重要影響。由暖池溫鹽變異引起的氣候效應調查研究表明：西太平洋暖池鹽度變化能夠影響厄爾尼諾事件的發展，而海溫變化則影響我國華南降水。

　　這個發現不僅彌補經典厄爾尼諾理論的不足，而且為東亞氣候變化的研究和改善我國降水預報提供了新思路，對于華南西部夏秋季水庫庫容管理也有重要指導意義。

　　正常年份和東部型厄爾尼諾事件發生時，西南地區夏季和秋季降水均較多，夏季水庫就不應儲水較多；而當中部型厄爾尼諾事件發生時，秋季干旱會導致水庫儲水不足，為避免這個問題應提前在夏季增加儲水量。

　　將厄爾尼諾有效預報提前半年以上，是全球最準確的預報模式之一

　　多年來，對厄爾尼諾事件的準確預報一直是一個科學難題?！岸驙柲嶂Z事件的影響比較容易推算出來，最難的環節是預報厄爾尼諾能不能發生?！崩钤堈f。比如，在2014年，國際上幾乎所有的主要科研機構都預報說會發生厄爾尼諾，但卻沒有發生；2015年，當大家幾乎都預報不會發生時，卻發生了史上最強的厄爾尼諾事件之一。

　　通常，厄爾尼諾事件可以在提前三到四個月精準預報，但提前半年就很困難。王凡團隊根據對西太平洋暖池結構的認識、變異機理的把握，在預報模式中加入了海洋鹽度模塊，發展出了新型的氣候變化預報系統，在保證準確率的同時，把有效預報的時間提前到半年甚至更早。

　　令人欣喜的是，王凡團隊對近年來幾乎所有的厄爾尼諾事件的預報都取得了成功。據悉，新系統提前9個月以上成功地預報出2015年厄爾尼諾事件的爆發、發展過程及其強度。滾動預測結果保持穩定，從2015年3月份至2016年1月份的預測結果與實際的觀測演變完全相符。

　　目前，該預報系統已經進入常規化業務應用階段，預報結果多次被中辦／國辦、國家海洋局、國家氣候中心、國家海洋環境預報中心和軍方業務部門采用。

　　業界認為，該項目的科研成果，加強了我國在相關學界領域的國際影響力和話語權，推動了由我國發起并主導的“西北太平洋海洋氣候實驗”（NPOCE）計劃的實施，初步奠定了我國在西太平洋暖池研究領域從“跟跑”到“領跑”的轉變。