海洋所在热带太平洋持续性拉尼娜事件的演变及预测研究中取得新进展

　　近日，中科院海洋所张荣华研究员团队在热带太平洋持续性拉尼娜事件的演变及预测研究中取得新进展，研究成果以封面文章形式发表在学术期刊《SCIENCE CHINA Earth Sciences》上。
 

                               
登录/注册后可看大图

图1热带太平洋海表温度异常沿赤道的纬圈-时间分布和几个不同时间段上层温度异常沿赤道的纬圈-深度分布
 
* [' P) X  O5 _1 k　　热带太平洋正经历着连续三年的持续性拉尼娜现象，这对全球的天气和气候具有重要影响。封面图（图1）所示为近几年热带太平洋海表温度异常沿赤道的纬圈-时间分布和几个不同时间段上层温度异常沿赤道的纬圈-深度分布，表明2020年秋冬季发生了一次拉尼娜现象，随后在2021年秋冬季赤道东太平洋海表出现了二次变冷，2022年年末又将出现三次变冷。然而，对于这次持续性拉尼娜事件仍缺乏合理的物理解释，需要对其所涉及的潜在过程及机制进行分析理解。
4 U+ _. r2 \$ r8 M! t) T$ a; w5 O 
　　研究团队利用观测和再分析数据产品等剖析了2020-2021年热带太平洋持续性双拉尼娜事件相关的上层海洋热力异常的空间分布和时间演变特征，并采用一个中等复杂程度的海气耦合模式（ICM）进行数值模拟试验，以验证相关的观测分析。结果表明，与次表层温度（Te）异常相关的东太平洋局地效应和西太平洋远程影响的相对主导作用决定了赤道东太平洋海表温度异常的演变。在2021年年初至年中期间，赤道中东太平洋SST和Te为负异常；与Te异常相关的局地效应和远程效应对SST的影响存在着相互抵消作用：当远程影响的变暖效应占主导时，东太平洋SST负异常态很可能转变为中性或正异常态；相反地，当局地变冷效应占主导时，东太平洋SST负异常态会继续维持。此外，由于2020年拉尼娜事件相关的热力信号以赤道波动的形式沿赤道东传并在东边界反射，进一步在赤道外海区向西传播，所关联的赤道外过程会促使赤道海区Te负异常持续存在并加强。2021年SST异常的演变对应于如下情形：与来自西太平洋次表层正异常相关的远程影响的变暖效应的强度不足以压倒与东太平洋次表层负异常相关的局地变冷效应的作用，促使东太平洋SST负异常得以维持并再次发展，并在年中出现转向点；随后于2021年秋季发生二次变冷事件（图2）。
4 w' W4 \, P) y 

                               
登录/注册后可看大图

9 M, P% a% ^% @* D3 W3 v图2 影响2021年赤道中东太平洋SST负异常态的主要过程的示意图
 
　　中科院海洋所运行的中间型海气耦合模式（IOCAS ICM）每月定期对ENSO事件进行实时预测，预测结果收录于美国哥伦比亚大学国际气候研究所（IRI）并用于进一步集成分析。IOCAS ICM是我国首个参与国际ENSO实时预测的模式，具有良好的性能，对这次2020-2021年热带太平洋持续性双拉尼娜事件演变的预测也展现了明显的优势，尤其是从2020年年末开始预测时就能够再现发生于2021年年中的SST异常的转向点和年末的二次变冷现象。这表明海气耦合模式需要合理表征次表层热力效应对SST影响的强度（反映于Te异常振幅大小），才能准确预测好2021年热带太平洋二次变冷事件。
 
2 J' V% F9 N* f: `; k6 P　　该研究由中科院海洋所高川副研究员、陈茂楠和周路博士研究生、张荣华研究员（通讯作者）和国家海洋环境预报中心冯立成研究员共同完成。研究得到了中科院海洋所、崂山实验室科技创新项目、国家自然科学基金和中科院战略性先导科技专项等项目的联合资助。
 
　　文章信息：
  C! \) b1 y" b( V 
　　Gao C, Chen M, Zhou L, Feng L, Zhang R H. 2022. The 2020–2021 prolonged La Ni？a evolution in the tropical Pacific. Science China Earth Sciences, 65(12), 2248-2266. https://doi.org/10.1007/s11430-022-9985-4
 
  J$ P( o- S2 K4 T　　高川, 陈茂楠, 周路, 冯立成, 张荣华. 2022. 2020~2021年热带太平洋持续性双拉尼娜事件的演变. 中国科学: 地球科学, 52(12), 2353-2372.