8月21日,Science子刊Science Advances以Article形式在線發(fā)表了題為Weakening Atlantic Ni?o-Pacific connection under greenhouse warming (《溫室氣體增暖背景下大西洋尼諾-太平洋遙相關(guān)減弱》)的最新研究成果,首次揭示了熱帶大西洋-太平洋跨海盆相互作用的未來變化。中科院海洋所海洋環(huán)流與波動重點實驗室賈凡副研究員為文章第一作者,澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)組織(CSIRO)蔡文炬教授和中國海洋大學(xué)吳立新院士為共同通訊作者。
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大西洋尼諾(也稱為大西洋緯向模態(tài))是赤道大西洋年際變異的主模態(tài),表現(xiàn)為年際尺度上赤道東大西洋海溫異常增暖(稱為大西洋尼諾)或變冷(稱為大西洋尼娜),且異常峰值出現(xiàn)在北半球夏季(6月-8月)。大西洋尼諾(尼娜)可通過加強(減弱)沃克環(huán)流,促進當(dāng)年冬季太平洋拉尼娜(厄爾尼諾)的發(fā)展,從而成為厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)的有效預(yù)測因子。極端ENSO事件因其海溫異常的強度大,會對全球氣候、生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)等產(chǎn)生顯著影響。而1900年以來的三次極端厄爾尼諾事件(1982/83、1997/98和2015/16厄爾尼諾),都伴隨有夏季的大西洋尼娜事件;兩次極端拉尼娜事件(1988/89和1998/99拉尼娜),也都與夏季的大西洋尼諾有關(guān)。隨著全球變暖,大西洋尼諾與太平洋及ENSO的關(guān)聯(lián)如何變化,目前尚不清楚。
本研究利用CMIP5多模式數(shù)據(jù)及海氣耦合模式實驗,發(fā)現(xiàn)全球變暖將導(dǎo)致大西洋尼諾/尼娜對ENSO的影響減弱,且具有模式間一致性。其機制是全球變暖背景下大氣對流層穩(wěn)定性增強,造成同樣強度的大西洋海溫異常更難誘導(dǎo)出大氣的對流異常,也就無法通過沃克環(huán)流影響太平洋。此項成果首次揭示了熱帶大西洋-太平洋跨海盆相互作用的未來變化,且根據(jù)本研究結(jié)果,未來赤道大西洋海溫對ENSO預(yù)測的貢獻將顯著下降,而前人研究已經(jīng)表明將來極端ENSO事件的發(fā)生頻率會加倍,意味著有關(guān)極端ENSO的預(yù)測將更具挑戰(zhàn)。
(A)1988年夏季大西洋尼諾 (B)1988/89年冬季極端拉尼娜 (C)1997年夏季大西洋尼娜 (D)1997/98年極端厄爾尼諾
(E)大西洋尼諾-太平洋遙相關(guān)的強度在20世紀(jì)(1900-1999)和全球變暖試驗場景(2000-2099)下的差異
論文引用:F. Jia, W. Cai, L. Wu, B. Gan, G. Wang, F. Kucharski, P. Chang, N. Keenlyside, Weakening Atlantic Ni?o–Pacific connection under greenhouse warming. Sci. Adv. 5, eaax4111 (2019).
全文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax4111.