ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）现象是地球气候系统中最强的年际气候变异信号。ENSO通过遥相关强迫作用，可以对全球极端天气灾害、渔业生态环境及人类经济社会产生广泛而深远的影响，比如中国北方夏季的高温干旱和中国南方的低温洪涝。在全球变暖的背景下，ENSO如何响应一直是国际气候研究前沿热点问题。

　　IPCC（政府间气候变化专门委员会）评估报告是世界各国评估未来气候变化带来的风险及制定风险管理和区域适应政策的最主要参考资料，2021年IPCC第六次评估报告《气候变化2021：自然科学基础》对ENSO未来可能的变化进行了评估。报告指出ENSO降雨变率在21世纪下半叶增强的可能性非常大，但是基于海表温度的ENSO强度如何变化仍然存在很大的不确定性。然而，近年来有研究结果表明21世纪全球增暖下ENSO海表温度变率将会显著增强，而且该结论存在多模型模拟的一致性，这与IPCC报告结论不符。鉴于该科学问题及IPCC评估报告的重要性，2022年1月31日，国际顶尖学术期刊Nature Climate Change（《自然气候变化》）在线发表了题为“Increased ENSO sea surface temperature variability under four IPCC emission scenarios（未来四种不同程度的全球变暖背景下ENSO海温变率均显著增强)”的快讯。该研究成果由实验室主任吴立新院士领衔的科研团队与相关专家学者合作完成。

　　IPCC第六次评估报告是基于CMIP6（第六次国际耦合模式比较计划）多模型数据，对比了21世纪最后30年和近30年的ENSO海温变率。而该文指出，以30年作为对比的时间长度是不合适的。因为ENSO海温变率存在着很强的内部年代际震荡，而内部年代际震荡可以很大程度上对全球变暖外部强迫信号产生干扰。基于此，研究团队利用40多个CMIP6模型对比了20世纪和21世纪整个100年的ENSO海温变率。研究发现：

　　1.传统的ENSO指数表征的ENSO海温变率在21世纪高温室气体排放情景下（SSP585）相对20世纪显著增强，且存在模式间一致性（图1a）。

　　2.即使在巴黎气候协定所制定的21世纪碳达峰情景下（SSP126），ENSO海温变率相对20世纪也显著增强，且具有多模型一致性（图1b）。这表征了即便在未来按照巴黎气候协定让全球平均气温增长限制在1.5°C-2°C之间，ENSO海温变率仍将可能增强。

　　3.将100年的对比时间长度缩短为50年，结果依然类似（图2）。说明基于50年以上时间长度的对比可以很大程度上减少模型内部年代际震荡的影响，较好的呈现出模型对全球变暖的响应。

　　此外，研究团队还指出，由于CMIP6相对CMIP5不仅有着更高的气候敏感程度，同时对ENSO的非线性正反馈的模拟也有着长足的进步，因此CMIP6较CMIP5存在着更强的模式间一致性。上述研究成果为认识ENSO对未来气候变化的响应提供了更准确的研究方法，也为理解气候模式对未来预估的差异化结果提供了合理的科学解释，对国际社会应对气候变化与制定气候政策具有重要指导意义。该结果的发表进一步彰显了物理海洋实验室在ENSO研究领域的国际重要影响力。

图1. 21世纪相对20世纪显著增强的ENSO海温变率。该图基于ENSO传统的Nino3.4（南纬5°-北纬5°，西经120°-西经170°）海温指数，对比了20世纪（绿色柱状；1900-1999）和21世纪（紫色柱状；2000-2099）的Nino3.4标准偏差。a和b分别是基于高强度全球变暖信号强迫（SSP585）和低强度全球变暖信号强迫（SSP126）的场景。灰色柱状标记的模式代表了减弱的ENSO海温变率。

图2. 基于50年时间长度对比的ENSO海温变率的变化。该图利用ENSO传统的Nino3.4（南纬5°-北纬5°，西经120°-西经170°）海温指数，对比了1965-2014和2050-2099的Nino3.4标准偏差。a和b分别是基于高强度全球变暖信号强迫（SSP585）和低强度全球变暖信号强迫（SSP126）的场景。散点代表不同的CMIP6模型。