近日，物理海洋教育部重点实验室在Journal of Climate期刊发表题为“Uncertainty in the Past and Future Changes of Tropical Pacific SST Zonal Gradient: Internal Variability versus Model Spread”（《气候模式偏差和内部变率对热带太平洋海温东西梯度变化不确定性的贡献及机理》）的最新研究成果，量化了不同时间尺度下气候模式的内部变率和对外强迫的相应差异对模拟和预估热带太平洋海温东西梯度的不确定性的贡献，并解释了其内在物理机制。该成果由实验室在读硕士研究生王峥为第一作者、我校“青年英才工程”第一层次教授，实验室成员董璐为通讯作者等共同合作完成。

图1：热带太平洋海温东西梯度(a)多年代际变化趋势与(b)百年尺度的未来预估中内部变率对总不确定性的贡献

　　热带海洋的温度变化对于全球气候十分重要，尤其是热带太平洋海温的东西梯度变化，是全球变暖速率的“起搏器”。在最近的几十年里，观测结果表明，热带太平洋海面温度呈“拉尼娜”型增暖，即东西梯度加强的趋势，而大多数气候模式则模拟出“厄尔尼诺”型增暖的东西梯度减弱趋势。在全球变暖的情况下，这种梯度的未来变化预估仍存在很大的不确定性。

　　本研究分析指出，当模拟热带太平洋海温东西梯度的多年代际趋势（约31年）时，内部变率带来的不确定性在总不确定性中占主导地位。到21世纪末，内部变率仍然贡献了超过80%的不确定性（图1a）。其中，太平洋年代际振荡被认为是造成不确定性的关键内部变率模态。对于未来的预估，热带太平洋海温东西梯度变化的不确定性主要来自于不同气候模式对外强迫的响应差异，基于30年平均的气候态，其贡献达到70%（图1b），其中云辐射反馈机制主导了模式间不确定性。在CMIP5/CMIP6中，热带西/东太平洋分别主导了东西梯度不确定性，其中CMIP5中西太平洋的对流云短波-SST的负反馈强度起到决定性作用，CMIP6中东太平洋的层云短波-SST的正反馈强度起到决定性作用（图2）。

　　上述研究强调了模式中云的模拟对热带太平洋海温变化的重要性，未来还需要对观测数据与气候模式之间的差异展开进一步的研究。

图2：(a, b) CMIP5/6 年际变化下 热带西太平洋、东南太平洋的云-短波-海温反馈与未来变化下的西太平洋、东太平洋海温变化的模式间相关以及(c, d, e)CMIP5，CMIP6，CMIP6-CMIP5的云-短波-海温的年际变率反馈空间分布

引用：

Wang Z., L. Dong*, F. F. Song, T. Zhou, X. Chen (2024). Uncertainty in the Past and Future Changes of Tropical Pacific SST Zonal Gradient: Internal Variability v.s. Model Spread. Journal of Climate, 37(4), 1465-1480, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0237.1.