ENSO是海氣耦合系統(tǒng)中最強的年際變化信號,也是影響全球氣候年際變化最重要的因子。但是長久以來的實踐證明,基于ENSO的氣候預測往往不一定成功,其中一個可能原因就是ENSO復雜性所導致的。 近十幾年來,一些學習發(fā)現(xiàn)ENSO在空間形態(tài)以及時間演變上都呈現(xiàn)出不同以往的新特征,即熱帶中太平洋增暖型El Niño事件的發(fā)生頻率明顯增加;并且這種增暖事件對氣候的影響與傳統(tǒng)El Niño事件存在顯著差別。中國科學院大氣物理學習所季風系統(tǒng)學習中心副學習員馮娟、學習員陳文、王林與香港城市大學和澳門氣象局專家的合作學習,揭示出兩種類型El Niño事件對東亞和東南亞冬季降水以及兩類事件衰減期對中國降水的不同影響;并結(jié)合大氣環(huán)流場和海溫場及數(shù)值試驗揭示出造成這些氣候差異的成因。馮娟和陳文還進一步學習了熱帶中太平洋增暖型El Niño事件與東亞和西北太平洋夏季風關系受印度洋偶極子的調(diào)制及過程。這些學習發(fā)表后得到國內(nèi)外學者的廣泛關注。 最近,季風系統(tǒng)學習中心的陳尚鋒、陳文與北京城市氣象學習所宋林燁及大氣所陳曉龍,針對兩類La Niña事件(指東太平洋型和中太平洋型La Niña,以下簡稱EP和CP La Niña)對澳大利亞夏季降水的影響開展學習,揭示出影響的顯著差異(圖1)。當發(fā)生CP La Niña時,最大SST冷異常中心位于150W以西,澳大利亞東北部有顯著的東北風異常,有利于暖濕氣流從熱帶地區(qū)向澳洲大陸輸送,從而導致澳大利亞北部和東部降水顯著偏多(圖1b和1d)。但當發(fā)生EP La Niña時,最大SST冷異常中心位于150W以東,此時大氣環(huán)流異常偏弱,澳大利亞降水無顯著的異常信號(圖1a和1c)。兩類La Niña事件對降水影響的差異主要是由于大氣環(huán)流異常的不同所造成。CP La Niña時熱帶太平洋大氣環(huán)流異常的強度比EP La Niña時要強,同時位置更加偏西。赤道西太平洋氣候態(tài)SST高于赤道東太平洋,同時CP La Niña時SST冷異常中心振幅更大、位置更偏西可能是導致大氣環(huán)流異常不同的主要原因。大氣環(huán)流模式試驗結(jié)果證實了觀測結(jié)果。該成果被澳大利亞能源和水交換學習組織(OzEWEX)評為學習亮點進行了報道。 此外,季風系統(tǒng)學習中心的丁碩毅、陳文、馮娟與英國劍橋大學榮譽退休教授Hans-F. Graf進一步學習了兩類La Niña事件和太平洋年代際振蕩(PDO)對歐洲冬季氣候異常的協(xié)同影響(圖2)。當PDO處于負位相時,兩類La Niña事件往往會導致北大西洋振蕩(NAO)的異常,且NAO的位相相反。CP La Niña引起明顯的NAO的正異常,導致歐洲地表溫度偏暖以及北濕南干的降水偶極子異常;而EP La Niña對應著NAO的正異常,導致大致相反的氣候異常。NAO異常的形成與源自北太平洋的波列的傳播有關,波列傳播的不同則與CP La Niña和EP La Niña相聯(lián)系的海溫異常引起的對流位置和強度以及北半球?qū)α鲗痈邔游黠L基本態(tài)有關。 兩類La Niña事件對澳大利亞和歐洲氣候異常的影響和機制可以用示意圖3來表示。上述學習得到首批啟動的國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFA0600600)“全球變暖背景下熱帶關鍵區(qū)海氣相互作用及其對東亞夏季風氣候的影響學習”和自然基金重點項目(41230527)“全球變暖背景下兩類太平洋增溫型對東亞冬、夏季風和臺風活動的影響及其機理”等的資助。 論文信息: Ding, S., W. Chen, J. Feng, and H. F. Graf, 2017: Combined impacts of PDO and two types of La Niña on climate anomalies in Europe. J. Climate, 30, 3253-3278, DOI: 10.1175/JCLI-D-16-0376.1. Song, L., S. Chen, W. Chen, and X. Chen, 2017: Distinct Impacts of Two Types of La Niña events on Australian Summer Rainfall. Int. J. Climatol., 37: 2532–2544. doi: 10.1002/joc.4863. Feng, J., and W. Chen, 2014: Influence of the IOD on the relationship between El Niño Modoki and the East Asian-western North Pacific summer monsoon. Int. J. Climatol., 34, 1729-1736, DOI: 10.1002/joc.3790. Feng, J., W. Chen, C.-Y. Tam, and W. Zhou, 2011: Different impacts of El Niño and El Niño Modoki on China rainfall in the decaying phases. Int. J. Climatol., 31, 2091-2101. Feng, J., L. Wang, W. Chen, S. K. Fong, and K. C. Leong, 2010: Different impacts of two types of Pacific Ocean warming on Southeast Asian rainfall during boreal winter. J. Geophys. Res., 115, D24122, doi:10.1029/2010JD014761.
圖1. 兩類La Niña事件澳大利亞夏季降水(unit: mm day-1)合成圖。降水資料來自AWAP (澳大利亞水文局)和UD(特拉華大學)。