LTO研究团队在强厄尔尼诺次年热带南印度洋增暖及其气候影响方面取得进展

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是热带地区最强的年际变率,其动力学和气候影响一直是海洋和大气科学家们关注的焦点。中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)的杜岩研究团队探究了强厄尔尼诺次年热带南印度洋增暖及其对印太地区春夏季气候的影响,相关成果由陈泽生博士等人发表在国际著名期刊《Journal of Climate》上。

研究表明,热带南印度洋增暖总是发生在强厄尔尼诺事件之后,影响着印太地区春夏气候(图1a)。研究团队发现,热带东南印度洋增暖滞后西南印度洋增暖约一个季节(图1d),海洋动力过程在联系两个子海区增暖中起重要作用。具体过程如下:在赤道印度洋以南,厄尔尼诺期间风应力异常驱动的海洋罗斯贝波有利于热带西南印度洋的增暖,而西传的海洋波动到达西边界后(图1e),有一部分波动会反射成海洋开尔文波(图1f),沿着赤道东传的开尔文波到达东边界后会加深该处温跃层,并有利于热带东南印度洋的增暖。

研究团队通过观测资料统计分析和数值试验,进一步揭示了热带西南和东南印度洋海温异常可引起相似的大气异常型,但其分布存在地理上的差异(图1b,c)。对南海和东亚气候而言,热带东南印度洋的海温异常有更为直接的气候影响。热带东南印度洋增暖能引起经向大气环流异常,即东北印度洋有异常的下沉运动,东南印度洋有异常的上升运动。该局地经圈环流异常是春夏季热带东南印度洋调节南海甚至中国东部地区气候的重要途径。与此同时,对流层低层出现“C型”的风场异常,即东北印度洋为异常东北风,东南印度洋为异常西北风。该反对称的大气环流型通过“风-蒸发-海温”机制也可维持夏季东北印度洋增暖。本研究成果丰富了ENSO影响热带印度洋及印度洋对邻近地区气候反馈的理论认识。

 

该研究由国家自然科学基金和广东省自然科学基金等共同资助完成。

 

论文链接: 

Chen, Z., Y. Du, Z. Wen, R. Wu, and S-P. Xie,2019: Evolution of South Tropical Indian Ocean Warming and the Climatic Impacts Following Strong El Ni?o Events, J. Climate, 32: 7329-7347. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0704.1

1 (a)强厄尔尼诺次年4-6月低层风场和降水异常;(b)热带西南印度洋增暖实验的模拟结果;(c)热带东南印度洋增暖实验的模拟结果;(d) 热带南印度洋两个子海盆海温间的超前滞后关系; 2015-2016年强厄尔尼诺事件期间沿着(e)热带南印度洋和(f)赤道的海平面高度异常随时间演变