撰稿:鲁志远
审定:王春在
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)、全球海洋和气候研究中心(GOCRC)以及广东省海洋遥感重点实验室(LORS)的王春在研究员研究团队,揭示了三大洋对西北太平洋反气旋年际变化的相对贡献及其影响机制。相关研究成果发表在Environmental Research Letters期刊上。该论文的第一作者是LTO博士研究生鲁志远,通讯作者为王春在研究员和中国海洋大学董璐教授,合作者包括中国海洋大学宋丰飞教授和中国科学院大气物理研究所吴波研究员等。
西北太平洋反气旋(WNPAC)是在厄尔尼诺事件的成熟和衰退年间,出现在西北太平洋区域的异常反气旋,它对东亚地区的夏季风和降水有显著影响。先前的研究提出了三大洋对西北太平洋反气旋(WNPAC)年际变化机制的假设和理论依据,但尚无有效方法来衡量各洋的影响程度。本研究利用气候耦合模式CESM的三大洋“起搏器”(Pacemaker)试验,量化了三大洋对WNPAC年际变化的相对贡献,并验证了各洋影响机制的重要性。
研究结果表明,太平洋在冬季及随后的春季对WNPAC的生成和维持起到了主导作用(解释了50%以上的WNPAC年际变率方差),而大西洋和印度洋的作用在春季则更为显著。在夏季,三个大洋的贡献均明显且几乎相等。通过比较Pacemaker试验和观测数据中与三大洋海表温度(SST)指数相关的环流异常,验证了各海盆对WNPAC影响的相对重要机制。中东太平洋的增暖在厄尔尼诺成熟年冬季和衰退年春季,不仅通过“风-蒸发-SST”(WES)正反馈机制与“风-湿焓平流强迫”机制等直接影响WNPAC,还通过引起西北太平洋地区局部冷却、C-mode、热带印度洋增暖和热带北大西洋增暖间接维持WNPAC。此外,中东太平洋SST在春季和夏季显著受热带北大西洋的影响。对于印度洋,其增暖在衰退年的春季和夏季通过开尔文波响应对WNPAC起作用。大西洋SST异常通过罗斯贝波和开尔文波响应,在夏季引起中太平洋冷却和北印度洋增暖,从而维持WNPAC。另外,大西洋SST的年际变率相对独立于其他两大洋。
综上所述,本研究定量分析了三大洋对西北太平洋反气旋年际变化的相对贡献,突显了三大洋在西北太平洋反气旋生成和维持中的共同作用的重要性。研究结果为理解西北太平洋反气旋的生成机制提供了重要的理论依据。
该研究由国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划项目等共同资助。
相关论文信息:Lu, Z., Dong, L., Song, F., Wu, B., Wu, S., & Wang, C. (2024). Quantifying relative contributions of three tropical oceans to the Western North Pacific anomalous anticyclone. Environmental Research Letters. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ad677d
网址:https://doi.org/10.1088/1748-9326/ad677d
图 1. (a) 冬季,(c) 春季,(e) 夏季WNPAC年际变化时间序列(单位:hPa)(b, d, f) 1979-2013年(柱状图)和1959-2013年(文字)期间CESM1 Pacemaker试验与ERA5的WNPAC指数相关系数。
图 2. 冬春夏季观测与CESM中东太平洋试验SST&降水&海表面气压&风场回归到观测冬季中东太平洋SST指数。