北太平洋经向模态(NPMM)是东北太平洋海-气耦合的主模态,也是连接中高纬大气变率与热带海洋的重要通道之一,其峰值出现在北半球春季。NPMM可通过风-蒸发-SST(WES)反馈、夏季深对流响应和信风充放电等过程对当年厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的发生、发展和多样性等产生影响,是ENSO的有效预测因子,也可部分解释ENSO在2000年前后的特征变化。1950年以来超过50%的厄尔尼诺(拉尼娜)事件都伴随有当年春季的正(负)NPMM事件,其中包括了三次极端厄尔尼诺事件(1982-1983、1997-1998、2015-2016厄尔尼诺)和一次极端拉尼娜事件(1998-1999拉尼娜)(图a-d)。随着全球变暖,NPMM对ENSO的影响如何变化尚不清楚。
贾凡等利用CMIP5+CMIP6多模式数据及海气耦合模式实验,首次发现全球变暖将导致NPMM对ENSO,尤其是极端ENSO的影响增强(图e)。在全球变暖背景下,海温异常叠加在更高的背景海温上会触发更强的大气响应(如蒸发、对流等),进而WES反馈和夏季深对流响应过程可以更加有效地在赤道中、西太平洋诱导出更强的风场异常,有利于接下来ENSO事件的发生和发展。该研究结果,北太平洋大气和海洋的变率不仅对未来极端ENSO事件的增加有所贡献,也成为ENSO更加有效的预测因子,为提高未来ENSO的预测提供了重要依据。
a. 1982、1997和2015年集合平均的正NPMM事件;b. 1975、1998、1999年集合平均的负NPMM事件;c. 1982-83、1997-98、2015-16年集合平均的厄尔尼诺事件;d. 1975-76、1998-99、1999-2000年集合平均的拉尼娜事件;e. 与20世纪(1900-1999)模拟试验的结果相比,90%的CMIP模式呈现出NPMM对ENSO的影响在全球变暖试验场景(2000-2099)下显著增强
本文来源:中国科学院海洋研究所