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大西洋尼诺(也称为大西洋纬向模态)是赤道大西洋年际变异的主模态,表现为年际尺度上赤道东大西洋海温异常增暖(称为大西洋尼诺)或变冷(称为大西洋尼娜),且异常峰值出现在北半球夏季(6月-8月)。大西洋尼诺(尼娜)可通过加强(减弱)沃克环流,促进当年冬季太平洋拉尼娜(厄尔尼诺)的发展,从而成为厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的有效预测因子。极端ENSO事件因其海温异常的强度大,会对全球气候、生态系统和农业等产生显著影响。而1900年以来的三次极端厄尔尼诺事件(1982/83、1997/98和2015/16厄尔尼诺),都伴随有夏季的大西洋尼娜事件;两次极端拉尼娜事件(1988/89和1998/99拉尼娜),也都与夏季的大西洋尼诺有关。随着全球变暖,大西洋尼诺与太平洋及ENSO的关联如何变化,目前尚不清楚。
本研究利用CMIP5多模式数据及海气耦合模式实验,发现全球变暖将导致大西洋尼诺/尼娜对ENSO的影响减弱,且具有模式间一致性。其机制是全球变暖背景下大气对流层稳定性增强,造成同样强度的大西洋海温异常更难诱导出大气的对流异常,也就无法通过沃克环流影响太平洋。此项成果首次揭示了热带大西洋-太平洋跨海盆相互作用的未来变化,且根据本研究结果,未来赤道大西洋海温对ENSO预测的贡献将显著下降,而前人研究已经表明将来极端ENSO事件的发生频率会加倍,意味着有关极端ENSO的预测将更具挑战。
(A)1988年夏季大西洋尼诺 (B)1988/89年冬季极端拉尼娜 (C)1997年夏季大西洋尼娜 (D)1997/98年极端厄尔尼诺 (E)大西洋尼诺-太平洋遥相关的强度在20世纪(1900-1999)和全球变暖试验场景(2000-2099)下的差异
论文引用:F. Jia, W. Cai, L. Wu, B. Gan, G. Wang, F. Kucharski, P. Chang, N. Keenlyside, Weakening Atlantic Ni?o–Pacific connection under greenhouse warming. Sci. Adv. 5, eaax4111 (2019).