LTO研究团队揭示热带和副热带太平洋海气相互作用对El Niño和La Niña不对称衰减的影响

LTO研究团队揭示热带和副热带太平洋海气相互作用对El Niño和La Niña不对称衰减的影响
    
   撰稿人:陈洁鹏
     审定:蔡树群
 
     近日,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)王鑫研究员团队研究发现前冬赤道西太平洋和副热带东北太平洋海温的不对称变化可以解释次年夏季El Niño-La Niña不对称衰减过程。该研究成果发表在《Geophysical Research Letters》,陈洁鹏副研究员为第一作者,陈昇助理研究员和王鑫研究员为共同通讯作者,合作者有加州大学欧文分校的Jin-Yi Yu教授、Shih-Wei Fang博士和中国科学院大气物理研究所肖子牛研究员。
  El Niño和La Niña多在夏季发展,冬季达到峰值,随后开始衰退。但La Niña的衰退过程比El Niño明显缓慢,甚至前者在次年会再度加强。研究表明,二者在次年夏季的不对称衰减与前冬赤道西太平洋和副热带东北太平洋海温的不对称变化紧密联系。相比El Niño冬季赤道西太平洋和副热带东北太平洋的海温异常偏暖,在La Niña冬季赤道西太平洋和副热带东北太平洋海温异常偏冷且强度更强(图1)。一方面冬季异常强的副热带东北太平洋冷海温激发局地异常反气旋环流,其西侧的异常东北风增强信风和局地蒸发,在次年春季风-蒸发-海温正反馈使得局地冷海温向赤道中太平洋延伸,随后赤道中东太平洋异常冷海温通过Bjerknes反馈机制得到加强,从而有利于La Niña维持到次年夏季。另一方面,冬季异常强的赤道西太平洋冷海温能加强其西侧异常东风,该异常东风持续到次年夏季,通过激发上升Kelvin波维持赤道中东太平洋冷海温(图2)。此外,对CMIP6模式结果分析发现,在未来变暖背景下,前冬副热带东北太平洋海温变暖将减弱次年夏季El Niño和La Niña的不对称性。该研究有助于加深对El Niño和La Niña的复杂性的理解,为改进El Niño和La Niña的数值模拟和预报水平提供理论依据。
  本研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略先导科技专项、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项、国家自然科学基金、广东省和广州市自然科学基金、热带海洋环境国家重点实验室自主项目等共同资助。
  相关论文信息:Chen, J., Yu, J.-Y., Chen, S., Wang, X., Xiao, Z., & Fang, S.-W. (2022). Tropical and subtropical Pacific sources of the asymmetric El Niño-La Niña decay and their future changes. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL097751. https://doi.org/10.1029/2022GL097751
    
  图1 冬(第一行)、春(第二行)和夏季(第三行)海表面温度(填色)、1000hPa风场(箭头)和海平面气压(等值线)在La Niña(a-c)和El Niño(d-f)事件中的合成场。(g-i)冬、春和夏季海表面温度(填色)、1000hPa风场(箭头)和海平面气压(等值线)在La Niña和El Niño事件中的不对称性。La Niña和El Niño事件之和表示两者的不对称性。打点区域分别表示海表面温度异常通过90%显著性水平检验(图1a-f)和海表面温度偏度小于-0.3(图1 g-i)。绿框从左到右分别表示赤道西太平洋和副热带东北太平洋。
    
   图2 赤道西太平洋和副热带东北太平洋海温调控El Niño和La Niña不对称衰减过程的示意图。浅(深)蓝色表示El Niño和La Niña不对称的冬季(次年夏季)异常冷海温,红色箭头表示低层风场。
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