近日，中國科學院海洋研究所王凡團隊在Nature Communications發文揭示海洋次表層混合對中部型（CP）厄爾尼諾和南方濤動（ENSO）的非絕熱正反饋機制。
ENSO是海洋-大氣系統最顯著的年際變化，但21世紀以來，伴隨著CP?ENSO的增多，人們對ENSO的預測技巧卻減弱。這表明，人們對ENSO的一些關鍵熱動力學認知還存在不足。海洋次表層湍流混合以非絕熱方式將熱量從混合層底向下傳遞，是影響海表溫度的一個重要過程。然而，由于直接觀測資料匱乏，次表層混合對ENSO的影響，尤其是其對CP?ENSO和東部型（EP）ENSO多樣性的作用，從未得到確認。
本研究創新性提出了一種基于Argo剖面觀測數據的赤道太平洋混合層底湍流混合參數化方案，從而首次提供了大量的混合層底垂向擴散系數以及湍流熱通量估算數據。據此，進一步揭示了由湍流熱通量導致的非絕熱效應與CP ENSO循環存在顯著的正反饋關系：一方面，次表層湍流混合主導了El Ni?o和La Ni?a生長期的海面溫度變化，另一方面，其強度又被El Ni?o和La Ni?a相應的風應力及次表層不穩定條件所控制。相反，由湍流熱通量導致的非絕熱效應不能明顯促進EP ENSO的發展，也不能被EP ENSO顯著決定。
本研究提出的非絕熱機制是促進CP ENSO發展的一個主要機制，是對傳統絕熱ENSO理論的重要補充。該結果提示，為提高ENSO預報水平，次表層湍流混合必須在氣候預報模式中得到準確的表征。
CP ENSO非絕熱正反饋理論機制示意圖
該成果發表在Nature Communications。第一、二作者分別為中國科學院海洋研究所劉傳玉和王凡研究員（也是共同通訊作者），合作作者包括漢堡大學海洋研究所Armin K?hl博士、中國科學院海洋研究所王曉瑋助理研究員、中國科學院南海海洋研究所王春在研究員，以及夏威夷大學Kelvin J. Richards教授等。該研究受到中國科學院B類先導專項、國家重點研發計劃及國家自然科學基金等項目的資助。
