近日，《中国科学院院刊》正式刊发了专题:2015/2016超级厄尔尼诺事件研究。三篇论文“我国热带西太平洋科学观测网初步建成”、“2015年超级厄尔尼诺事件的成功预报”及“当前重大厄尔尼诺事件对我国春夏气候的影响”集中报道了WPOS先导专项对2015/2016超级厄尔尼诺事件研究进展。

构建热带西太平洋科学观测网是中科院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"（简称WPOS先导专项）的重点任务之一。热带西太平洋环流系统深刻影响着暖池、厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)和东亚季风的发展,对全球和我国气候变化研究意义重大。随着2015年15套深海潜标及数据的成功回收,世界上最大规模的热带西太平洋科学观测网的初步建成,我国科学家获得了热带西太平洋代表性海域连续一年涵盖海洋上层和中深层水体的温度、盐度和洋流等观测数据,这是世界上首次在这一地区获取高质量、高时空分辨率的定点连续数据,填补了国际上对该海域中深层环流大规模同步观测的空白,为我国大洋观测网的建设和运行积累了宝贵经验,起到了示范作用。该网络将会为我国大洋环流及其对我国气候效应的研究探索提供持续的数据支撑,将提高我国气候和海洋环境的预测能力。

2015年初,热带太平洋明显出现了厄尔尼诺事件爆发的一些前期物理信号,这些大气和海洋中呈现的前兆信号与上次爆发超级厄尔尼诺事件的1997年同期非常相似。伴随着赤道西风的增强和暖水的东传,赤道中东太平洋次表层(即洋面以下)暖水不断积聚,赤道东太平洋海温增温也更加显著。到10月份以后,赤道中东太平洋海温已经比常年同期偏高2.0℃-3.0℃以上,发展成为21世纪最强的一次厄尔尼诺事件。相比国际上众多厄尔尼诺模型提前6-9个月未能给出正确预报的现状,在WPOS先导专项的支持下持续发展的厄尔尼诺预报系统(中科院大气所集合预报版本:IAP Leefs_CDA),则提前9个月以上对该超级厄尔尼诺事件的爆发、发展和强度给出了成功的预报,为我国的气候预测和防灾减灾提供了有力的支撑。同时,厄尔尼诺预报系统的另一版本(中科院海洋所确定性预报版本:IOCAS ICM)也首次在美国哥伦比亚大学网站上提供厄尔尼诺实时预报结果。

2015年秋冬季发生了21世纪以来最强的厄尔尼诺事件。文章“当前重大厄尔尼诺事件对我国春夏气候的影响”在介绍厄尔尼诺事件的定义、特征、成因和影响东亚季风的物理过程的基础上,指出了厄尔尼诺事件对印度洋海温变化的影响,阐述了厄尔尼诺次年我国主雨带华南春雨和夏季主汛期(华南前汛期、江淮梅雨期、华北东北雨期和华南后汛期)将出现降水增加,并给出2015年12月我国东部大范围环境污染与厄尔尼诺事件的联系和对2016年我国主雨带的预测分析。

据悉，该期院刊在两会期间出版，三篇论文的出版得到了两会代表和委员的关注。

图 1  热带西太平洋科学观测网布局图

图 2  热带西太平洋潜标（以 140oE，2oN 潜标为例）设计图

图 3  大气所厄尔尼诺集合预报系统（IAP Leefs_CDA）2015 年 3 月起对 2015 年超强厄尔尼诺的预报情况。其中绿色星号是历史观测的厄尔尼诺演变

图 4  冬季 Ni？o 3.4 异常时的次年异常的春雨期降水（a），200 hPa 纬向风（b）和 850 hPa 风场。单位：a 是mm, b 和 c 是 m/s。打点和红色箭头分别标出了 95% 信度水平。