近日,中國科學院海洋研究所張榮華課題組在ENSO多樣性研究方面取得新進展,揭示了熱帶太平洋風場年代際變化對ENSO空間類型多樣性的重要調制作用,相關成果發表在國際學術期刊Climate Dynamics(IF=4.90)上。
厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)是氣候系統中最強的年際變率信號,對全球氣候和極端天氣具有重要影響。ENSO事件在空間模態上表現出明顯的多樣性特征,可分為中太型(CP)和東太型(EP)兩種類型,ENSO多樣性及其區域氣候影響差異是目前研究的熱點問題,但是ENSO多樣性的產生原因尚不明確。
本工作利用中國科學院海洋研究所中間型海氣耦合模式(IOCAS ICM),考察了熱帶太平洋風場年代際變化對ENSO多樣性的調制影響和機制。使用集合經驗模態分解方法從NCEP/NCAR再分析資料中提取了風應力的年代際分量,基于該分量利用主振蕩型分析方法構建了一個理想的風場年代際周期性循環,用于表征風場年代際變化的強迫作用。
研究使用IOCAS ICM開展了兩組試驗,一組是不包含年代際風場的控制試驗,另一組包含了所構建的風場年代際周期性循環。對比分析發現,在模式中引入風場年代際變化強迫后,ENSO振蕩的不規則性和不對稱性明顯增強,振蕩強度出現明顯的年代際變化,且模式能夠模擬出EP和CP型厄爾尼諾事件。進一步通過單獨海洋模式試驗發現,風場年代際變化是通過熱帶太平洋年代際模態(IPO)對厄爾尼諾空間類型產生調制作用的,其中IPO冷(暖)位相有助于發生CP(EP)型厄爾尼諾事件。
該研究提出了一種表征年代際變率的新方法,從理論角度揭示了風場的年代際變率對ENSO多樣性的重要調制作用,對理解ENSO多樣性及其年代際變化具有重要意義。本研究第一作者是中國科學院海洋研究所助理研究員胡均亞,通訊作者為研究員張榮華,作者還包括副研究員王宏娜、高川和博士研究生周路。研究得到了國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項等項目聯合資助。
IOCAS ICM中加入風場年代際變化強迫后模擬得到的(a)東太型和(b)中太型厄爾尼諾事件的SSTA水平分布和沿赤道的緯向廓線
相關文章信息及鏈接:
Hu, J., H. Wang, C. Gao, L. Zhou, and R.-H. Zhang, 2023: Interdecadal wind stress variability over the tropical Pacific causes ENSO diversity in an intermediate coupled model. Climate Dynamics, 60, 1831-1847. https://doi.org/10.1007/s00382-022-06414-x