LTO团队发现并证明全球变暖引起太平洋经向模态及其对ENSO的影响持续增强

撰稿人:范汉杰
审定:王春在
LTO团队发现并证明全球变暖引起太平洋经向模态及其对ENSO的影响持续增强
  太平洋经向模态(Pacific meridional mode,PMM)是太平洋最为强盛的热带外海气信号之一,其通常发源于加利福尼亚半岛沿岸,并在风-蒸发-海温(Wind-Evaporation-SST,WES)反馈的作用下增强并延伸至赤道中太平洋,对ENSO的发生发展有着重要的调控作用。 
  本研究发现,近十年来PMM的强度及其对ENSO的影响作用具有增强趋势。然而,观测中的气候态变化包含了自然变率的年代际变化和人为强迫造成的长期变化两部分,并且难以区分两者的相对贡献,因此无法断定PMM的强度及其影响的增强是否由人为气候变暖引起。针对该问题,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)王春在团队借助第六次国际耦合模式比较计划(Phase 6 of the Coupled Models Intercomparison Project,CMIP6)多模式模拟结果证明人为引起的气候变暖背景下PMM强度和影响作用的持续增强趋势,研究相关成果由范汉杰博士等人发表在一区top杂志Journal of Climate上。
  在利用CMIP6模式进行未来预估分析之前,研究者首先评估了历史情景中CMIP6模式对PMM特征及其对ENSO影响的模拟能力。结果显示,CMIP6模式对PMM本身特征的模拟多数都有较好的表现,但却对其影响ENSO的模拟表现出较大的模式间差异(图1)。通过诊断发现,该模式间不确定性与不同模式对WES反馈中的大气对海温的响应模拟差异有关。基于以上评估结果,研究者筛选了16个优选模式开展未来预估,结果发现多数模式在SSP585气候变暖情景中模拟的PMM的强度及其对ENSO的影响都得到了增强,并且该增强趋势具有统计显著的模式间一致性(图2)。不同于历史情景中的模式间不确定性,PMM强度和影响的增强则是与WES反馈中海温对大气的响应有关,具体是因为气候变暖造成副热带太平洋的平均潜热释放增大,最终导致单位风速变化能够引起更大的潜热扰动和海温响应。
    
  相关文章链接:
  https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/aop/JCLI-D-21-0683.1/JCLI-D-21-0683.1.xml
  

   图1. 上:填色为冬季海温回归至春季标准化PMM指数的空间模态;打点是通过95%显著性检验的区域。下:春季的PMM指数和冬季的Niño4指数的相关系数,红色柱状为观测结果,蓝色柱状为各CMIP6模式的结果,黄色柱状是CMIP6模式集合平均;集合平均上的误差线展示了基于Bootstrap方法估计的97.5%和2.5%信度区间边界;横虚线是相关系数的95%和99%显著性水平。

 

      图2. 上:填色是冬季海温回归至春季标准化PMM指数空间模态的变化(SSP585情景减去历史情景);等值线为SSP585情景的结果。下:春季的PMM指数和冬季的Niño4指数的相关系数,浅蓝(各模式)/黄(集合平均)色柱状是历史情景的结果,深蓝(各模式)/橙(集合平均)色是SSP585情景的结果,红(增大)/绿(减小)色是SSP585情景减去历史情景的结果;集合平均上的误差线展示了基于Bootstrap方法估计的95%和5%信度区间边界,表明该变化通过了90%水平的显著性检验;横虚线是相关系数的95%和99%显著性水平。
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