科研进展:太平洋年代际振荡调制北太平洋经向模态对两类ENSO的影响

2024-03-1112

  近日,物理海洋教育部重点实验室在Journal of Climate期刊发表题为“Impact of the North Pacific Meridional Mode on the Tropical Pacific Modulated by the Interdecadal Pacific Oscillation”(《太平洋年代际振荡调制北太平洋经向模态对热带太平洋的影响》)的最新研究成果,指出太平洋年代际振荡(IPO)显著调制北太平洋经向模态(NPMM)对两类ENSO的影响,发现NPMMIPO负位相时能够更有效触发中太平洋CPENSO响应,并揭示其物理机制。该成果由实验室在读博士生刘博文为第一作者,实验室甘波澜教授为通讯作者的科研团队共同合作完成。

  NPMM是副热带东北太平洋海气耦合变率的第一主模态,也是中高纬大气变率影响ENSO的关键桥梁之一。观测资料和模式模拟均表明过去许多ENSO事件发生前的春季均存在NPMM事件,指出NPMM可以显著调制冬季ENSO时空特征,是ENSO的有效预测因子。因此,NPMM在最近十几年一直受到气候学界的广泛关注和重视,但NPMMENSO时空多样性的影响与太平洋年代际变率主模态IPO的关系尚不清楚。

  本研究发现在IPO正位相时,背景平均态下阿留申低压加强和风暴轴南移通过天气尺度涡旋–平均流相互作用在北太平洋产生较强的海盆尺度气旋式环流异常,有利于在春季形成阿留申低压型海表面气压单极子异常,阻碍了早冬时期北太平洋涛动(NPO)型海表面气压偶极子异常的维持,导致NPMM较弱并无法有效促进 ENSO 发展(图1a-e)。相比之下,IPO负位相时,NPO型偶极子异常在春季增强,对应于更强且更频繁发生的 NPMM 事件,在次年冬季引起更强的 CP-ENSO 响应(图1f-j)。同时,与负IPO相关的热带太平洋平均态和相关的正反馈过程导致赤道东太平洋混合层温度方差大幅减小,但赤道中太平洋混合层温度方差略有增加,进一步增强了NPMMCP-ENSO之间的相关性。

  该研究首次阐明了负IPO在自20世纪90年代以来NPMM对热带太平洋影响增强中的重要作用,强调了与IPO相关的北太平洋背景大气环流和天气尺度涡旋反馈的重要影响,有助于深入理解副热带–热带相互作用和ENSO空间多样性。

1:(a-eIPO正位相与(f-jIPO负位相时春季NPMM指数回归的海表面温度、10米风场和海表面气压的季节演变。斜线阴影区域表示海温异常超过90%置信水平,图中只显示了通过置信水平的风场异常。


原文引用:

Liu, B., B. Gan*, F. Jia*, and L. Wu, 2024: Impact of the North Pacific Meridional Mode on the Tropical Pacific Modulated by the Interdecadal Pacific Oscillation. Journal of Climate37, 2199-2216, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0448.1.