533452020年04月08日
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Nature Reviews Earth & Environment 刊发物理海洋实验室重要研究成果
访问:13  日期:2020-04-13 作者:

2020410日,国际顶级学术期刊Nature(《自然》)子刊Nature Reviews Earth & Environment(《自然综述:地球与环境》)在线发表了题为 “Climate impacts of the El Niño–Southern Oscillation on South America” (《厄尔尼诺-南方涛动对南美洲的气候影响》)的综述文章。《自然综述:地球与环境》是《自然》系列在2020年上线的最新期刊,聚焦于发表地球科学各个领域的高质量综述文章。本次发表的综述文章由中国海洋大学海洋高等研究院/物理海洋教育部重点实验室**客座教授、海洋试点国家实验室领军科学家、南半球海洋研究中心中心主任蔡文炬为第一作者,物理海洋教育部重点实验室主任、海洋试点国家实验室主任吴立新院士、美国国家海洋和大气管理局Michael McPhaden教授,以及Alice GrimmJose MarengoRene Garreaud等诸多南美洲及其他国家知名科学家为合著者的研究团队共同完成,物理海洋教育部重点实验室青年学者李姝珺博士、耿涛博士参与研究工作。

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)作为气候系统中最强的年际变异信号,最初是用来描述秘鲁附近海域发生的海温异常增暖现象。南美洲作为ENSO的近邻,了解ENSO对其气候的调制作用可以加深对ENSO产生机制以及遥相关作用机理的认识。同时,南美洲拥有被称为地球之肺的亚马逊雨林,其对地球系统的可持续发展至关重要,因此,对ENSO与南美洲气候相互作用的全面认知是非常必要的。该综述文章系统地阐述了ENSO对南美洲的遥相关机制,利用观测数据对不同ENSO类型(东太平洋厄尔尼诺和中太平洋厄尔尼诺)对南美洲造成的不同的气候影响进行了详细对比,并利用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)的多模型模拟数据对全球变暖情景下两者关系的变化进行了评估。文章发现:

1ENSO通过南美洲西海岸海水增暖引起的对流以及沃克环流、Rossby波列等大尺度大气环流对南美洲的气候进行调制 (图1)。

2)总体上,厄尔尼诺事件可以导致厄瓜多尔、秘鲁以及哥伦比亚西海岸降雨增加,同时亚马逊以及南美洲东南区域降雨减少。但是东太平洋和中太平洋两种不同的厄尔尼诺类型可以产生显著不同的影响(图2)。

3)除此之外,来自其它海域的气候变异、不同海域间的相互作用以及全球变暖信号都会调制ENSO对南美洲的遥相关作用,这为预测ENSO的影响增加了很大的难度。尽管如此,全球变暖对南美洲的气候影响是显著的。一方面,全球变暖会引起智利中部产生持续的干旱现象,这会超过厄尔尼诺对其产生的降雨影响;另一方面,全球变暖也会通过改变未来气候平均态,进而增强ENSO对南美洲气候的遥相关调制作用(图3)。


1:厄尔尼诺事件的发展、成熟和衰减对南美洲降雨和温度的影响. a, 气候态;b, 厄尔尼诺事件发生当年的六月七月八月;c,厄尔尼诺事件发生当年的九月十月十一月;d, 厄尔尼诺事件的成熟期(当年的十二月以及下一年的一月二月);e,厄尔尼诺事件下一年的三月四月五月

2:不同类型的厄尔尼诺对南美洲气候的不同影响. a, b, c 东太平洋和中太平洋两种不同的ENSO类型以及相应的时间序列。d, e, f, g 东太平洋厄尔尼诺,中太平洋厄尔尼诺,东太平洋拉尼娜和中太平洋拉尼娜在事件发展、成熟和衰减时期对应的不同季节对南美洲的气候影响(颜色表示降水)

3:全球变暖下东太平洋ENSO对南美洲气候遥相关作用的变化. a, b, c 17个对ENSO非线性模拟较好的CMIP5模型模拟的结果;d, e f 另外17个对ENSO非线性模拟较差的CMIP5模拟结果。从上到下依次为当前气候,将来气候,以及二者之差(将来减现在)


文章链接:https://www.nature.com/articles/s43017-020-0040-3




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