从能量学角度理解气候背景场对ENSO热带和热带外遥相关的影响

厄尔尼诺—南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation,简称ENSO)通过遥相关过程影响全球天气气候。在热带地区,ENSO能通过影响热带对流层温度导致遥远海盆降水和海表温度异常;在热带外,ENSO能通过激发准定常罗斯贝波动造成北美、亚洲等地区气候异常。气候背景场对ENSO热带和热带外遥相关有重要影响。一方面,气候背景大气环流场可以通过正压和斜压能量转换影响ENSO遥相关波列的位置和强度。另一方面,热带气候背景海温和对流场会通过影响湿静力能分布影响ENSO热带遥相关过程。这些研究表明分析能量过程有助于理解气候背景场影响ENSO遥相关的机理。本文回顾了近几十年来国内外关于气候背景场对ENSO热带与热带外遥相关影响的能量分析研究进展,在此基础上,回顾了全球变暖背景下ENSO遥相关的可能变化,并提出了一些未来该领域内需要进一步研究的科学问题。

ENSOMIM:一种新型ENSO时空预测模型

为了提高厄尔尼诺南方涛动(El Ni?o-southern oscillation,ENSO)预测的准确性,解决卷积核难以捕获ENSO的长距离前兆的问题,将ENSO预测视为一个时空序列预测问题,并提出一种基于注意力机制和循环神经网络的ENSO非稳态时空预测深度学习模型,称为ENSOMIM。该模型通过提出的新型注意力机制BGAM来局部和全局交互地学习空间特征,并使用高阶非线性时空网络对长期的时间序列特征进行编码。由于ENSO观测数据集样本数量少,为了更充分地训练模型,采用迁移学习的方法,使用历史模式模拟数据进行预训练再利用观测数据校正模型。实验结果表明,ENSOMIM更适合于大区域和长期的预测。在1984-2014年验证期间,ENSOMIM的Ni?o3.4指数的全季节相关性技巧比经典的卷积神经网络提高16%,均方误差降低17%,它可以为长达18个月的提前期提供有效预测,并且在23个月的提前期内相关技巧达到0.45。因此,ENSOMIM可以作为预测ENSO事件的有力工具。

舟山海域夏季上升流的年际变化及其与ENSO的关系

本文利用1968—2021年的海表温度和风场数据,分析舟山海域夏季上升流强度的年际变化,并结合同期的Ni?o 3.4指数分析ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)对上升流的影响。温度和风上升流指数表明,1982—2021年夏季舟山海域上升流均呈下降趋势,下降速率分别为0.062℃·10a^(−1)和0.35m^(3)·s^(-1)·(100m·a)^(-1)。近年来,沿岸风应力的减弱是影响温度上升流指数减弱的一个重要因素。统计更长时间段内(1968—2021年)El Ni?o和La Niño年风上升流指数的强度发现,El Ni?o年平均风上升流指数较小,仅为-10.33m^(3)·s^(-1)·(100m)^(-1)。La Niño年平均风上升流指数较大为7.60m^(3)·s^(-1)·(100m)^(-1),高于El Ni?o和气候态,且多达4级(比例为75%)。进一步分析ENSO与舟山海域风上升流指数的关系发现,ENSO主要通过影响风的变化进而影响上升流的强度。El Ni?o年,舟山海域东南风减弱,导致上升流强度较弱,甚至发生下降流。La Niño年主要为偏南风且风速较大,更有利于上升流的发展。

ENSO对中国沿海夏季降水影响的区域特征研究

利用降水和海表温度格点数据以及中国沿海台站降水数据,分析中国沿海夏季降水对ENSO时空响应特点,并探讨中国沿海夏季降水年代际变化原因。结果表明:1)中国沿海夏季降水受ENSO影响区域特征明显,以连云港和云澳为界可分为3个区域。渤黄海沿海夏季降水与Niño3.4指数呈负相关,东海沿海呈正相关,南海沿海相关关系不显著。2)年代际尺度上,中国沿海夏季降水与Niño3.4指数关系不稳定。渤黄海沿海夏季降水与Niño3.4指数负相关在1980年之前和2010年之后较为显著,东海沿海的正相关在20世纪80年代之后变得不显著,南海沿海的相关关系不显著。3)年代际尺度上,渤黄海沿海夏季年代际降水与同期Niño3.4指数、前一年冬季AO指数和当年春季AAO指数呈显著负相关,而东海沿海都呈显著正相关,南海沿海夏季年代际降水与当年春季北极海冰指数呈明显负相关。对于Niño3.4指数,中东太平洋偏高的海表温度能在500hPa位势高度场激发出负太平洋-日本型遥相关波列,使得渤黄海沿海夏季年代际降水减少和东海沿海增多;当前一年冬季AO和当年春季AAO为正相位时,850 hPa风场在贝加尔湖南部的异常反气旋引导中高纬地区气流南下,引起东亚夏季风减弱,造成渤黄海沿海夏季年代际降水减少;另外,西北太平洋副热带高压强度偏强且位置偏西引起上升运动增强,导致东海沿海夏季年代际降水增多;春季北极海冰年代际变化能在850hPa风场和500hPa位势高度场上,激发出导致南海沿海夏季降水年代际变化相反的大气环流形势。

ENSO组合模态可预测性的季节-年代际变化

厄尔尼诺-南方涛动组合模态(C-mode)是厄尔尼诺衰减期西北太平洋上空异常反气旋发展的主要驱动力,通常可以形成水汽输送通道,导致我国南部地区降水增多并发生严重的洪涝灾害,而在拉尼娜期间则情况相反。利用1981—2020年美国国家环境预报中心和美国国家大气研究中心再分析数据集的表面风场资料分析了C-mode可预测性的季节-年代际变化。结果表明:C-mode在2000年以后的可预测性明显下降,主要原因是其变率减小、强度减弱、信噪比降低等。在季节尺度上,C-mode存在“秋季预报障碍”,这与信号的季节循环密切关联,当C-mode在秋季进入衰退期时,信号强度最弱、变率最小,因此其秋季的可预测性降低。

北上台风时空变化特征及其与ENSO的关系

基于中国气象局热带气旋最佳路径数据集,对1949—2022年北上台风的时空变化特征进行统计分析,并探讨了厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)对北上台风活动的影响。结果表明:1)74年间共有275个北上台风活动,频数的年际变化呈不显著上升趋势,但北上台风占西北太平洋生成台风总数的比例呈现显著的上升趋势;2)北上台风主要集中在7—9月生成,8月份进入定义区数量最多,生命期强度以超强台风、台风等高强度等级居多,且高强度等级北上台风出现的几率近些年有增加趋势;3)共有159个北上台风在中国登陆,未登陆转向路径台风大多在30°N、125°―130°E附近向东转向。北上台风生成位置大多集中在10°―20°N、130°―150°E,登陆类北上台风的生成位置更加偏西,消散类台风的生成位置纬度更高;4)Niño 3.4指数与北上台风频数和生命期强度分别呈显著的负相关和正相关关系,同时其对北上台风的生成位置也具有明显影响。与厄尔尼诺年相比,拉尼娜年生成的北上台风数量更多,生成位置更加偏西、偏北,但厄尔尼诺年发生的北上台风强度更高。

基于在线滤波的ENSO强度预测模型及2023/2024年El Niño强度的预测

本文利用在线滤波代替Lanczos滤波,建立实时的累积高频风指数并构建ENSO强度预测模型。结果显示,在线滤波定义的累积高频风事件与Lanczos滤波有着类似的时空分布特征,这一大气信号与海洋充放电过程是决定ENSO成熟期强度的关键信号,且在冷暖位相下呈高度非对称特征。La Niña成熟期强度主要与2月热带太平洋的暖水体积及前一年12月至当年4月赤道中西太平洋累积东风事件紧密相关。相较之下,El Niño成熟期强度则与热带太平洋更大范围的海洋充电过程和东扩的西风事件紧密联系。基于上述非对称热带海气信号构建的ENSO强度预测模型可以稳定有效且较准确地预测ENSO强度。模型在6个月的预报时效下预测2023/2024年冬季Ni1o3.4约为1.9℃,为一次强El Niño事件。

ENSO事件下赤道中东太平洋海温场非对称性特征

利用1950—2020年冬季HadISST逐月海面温度(sea surface temperature, SST)资料、SODAv2.2.4逐月SST和三维海洋流速同化资料以及NCEP/NCAR 2 m高度上的逐月气温(surface air temperature, SAT)资料,使用非对称合成差分析方法、海洋混合层热量收支诊断方法等,探究El Ni1o事件和La Ni1a事件下造成赤道东太平洋(E区:110°W~80°W,10°S~10°N)、赤道中太平洋(C区:160°E~170°W,10°S~10°N)SST异常场显著不同非对称性特征的可能海洋动力过程,分析ENSO事件非对称强迫下2 m高度上SAT异常场的非对称空间响应。结果表明:E区El Ni1o事件的强度显著强于La Ni1a事件,C区则相反。非线性动力学加热作用对E区和C区El Ni1o年和La Ni1a年SST异常场的非对称分量都起到了正反馈作用,是造成这两个区域SST异常场产生正、负非对称分量的主导动力因子。埃克曼输送作用不利于E区SST异常场正非对称分量的形成,但有利于C区SST异常场负非对称分量的形成。平均流、纬向平流和温跃层的非对称正反馈作用阻碍了C区SST异常场负非对称分量的形成。2 m高度上SAT异常场的非对称分布与SST异常场的非对称分布较为一致,但SAT异常场正、负非对称分量的显著范围明显减小,部分区域的非对称结果不显著。

用于厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)研究的海气耦合模式综述:中间型和混合型模式

厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)是地球气候系统中最强的年际变率信号,起源于热带太平洋海气相互作用过程,并对全球的天气和气候等产生显著的影响。过去几十年来,广泛、深入而细致的海气相互作用研究致力于发展和改进海气耦合模式以用于ENSO模拟和预测,各种类型的海气耦合模式应运而生。经过半个多世纪的努力,ENSO数值模式及其应用已经取得了巨大进展,包括已发展了一些高度理想化的概念(concept)模型来解释ENSO准周期性循环(包括正负反馈机制等);同时也已发展了几类复杂程度不同的海气耦合模式并用于对ENSO的真实模拟和实时预测等研究,尤其是已能提前6个月或更长时间对ENSO事件的发生和发展等进行有效的实时预测。其中最为复杂的模式是基于原始方程组的大气环流模式(Atmospheric General Circulation Models,AGCMs)与海洋环流模式(Oceanic General Circulation Models,OGCMs)等所组成的环流型耦合模式(Coupled General Circulation Models,CGCMs),这类模式变量取为完全变量的形式(如总的海表温度场,其可以分解为气候态部分和年际异常部分),还考虑了尽可能详尽的物理过程及其参数化方案。中间型耦合模式(Intermediate Coupled Models,ICMs)是一类介于高度理想化概念模型与复杂的环流型耦合模式之间的简化模式,其对应的控制方程组采用距平形式,直接取大气和海洋年际异常场作为预报变量(如海表温度年际异常),而相应的气候平均态部分则由对应的观测资料来给定;大气与海洋模式间的耦合采用异常耦合(anomaly coupling)。混合型耦合模式(Hybrid Coupled Models,HCMs)是另一类简化的海气耦合模式,其中海洋或大气模式有一个分量模式采用了简化的距平类模式(类似于ICMs),而另一个分量模式则采用环流型模式(General Circulation Models,GCMs);如可采用统计的大气风应力年际异常模式与OGCM间的耦合而构建一种HCMOGCM,也可采用简化的海洋距平类模式(如ICM中的海洋分量模式)与AGCM间的耦合而构建另一种HCMAGCM。历史上,ICMs、HCMs和CGCMs等这几类耦合模式都在ENSO理论体系的发展、数值模拟和实时预测等方面都起到了重要作用。本文主要回顾作者与合作者所研发的ICMs和HCMs的构建、特点和应用例子等。

珊瑚记录的全新世ENSO变化及其机制研究进展

厄尔尼诺-南方涛动(ElNiño-SouthernOscillation,ENSO)是地球气候系统中最强烈的年际振荡,对全球天气及气候有重要影响。全新世作为与人类关系最为密切的地质时段,重建该时段ENSO的活动历史、探索ENSO的变化规律,将有助于提高对未来ENSO预测的准确性。本文基于珊瑚这一热带海洋的高分辨率气候记录载体,首先介绍从珊瑚骨骼指标中提取ENSO信号、衡量ENSO变率的方法;再梳理珊瑚记录的ENSO变率在早、中、晚全新世的变化历史;最后总结基于珊瑚记录得出的全新世不同时间尺度的ENSO变化机制。结果显示:珊瑚记录的ENSO信号可直接从其环境代用指标的极值变化中识别;或通过谱分析、滤波等方法提取环境代用指标在时间序列中的ENSO周期,再使用阈值分析、滑动窗口等方法定量分析ENSO的频率和振幅变化。珊瑚记录显示,全新世ENSO呈波动变化的特征,总体呈现自早全新世至中全新世ENSO变率不断减弱,而晚全新世ENSO变率持续增强的趋势。基于珊瑚记录得出,岁差变化引起的地表太阳辐射分布变化是全新世百年-千年尺度ENSO变化的主要因子,而气候系统内部驱动可能是全新世年际-年代际尺度ENSO波动的主要原因。与全新世一万多年的时间跨度相比,珊瑚记录的时间窗口累计仅数百年,远未达到揭示EN-SO活动规律和变化机制的程度,因此未来需要进一步延长珊瑚记录的时间序列长度、扩大珊瑚记录的空间区域来源,以揭示ENSO变化的规律和机制。

北赤道逆流影响的热带西太平洋秋冬转换期海表叶绿素浓度与ENSO循环

在厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Oscillation, ENSO)的发生、发展中,北赤道逆流也有明显的年际变化,但北赤道逆流的变化如何影响海洋水文生态条件的变化过程尚不清楚。本文以位于热带西太平洋的北赤道逆流影响区为研究海区,分析了2006-2022年ENSO循环期间研究区不同阶段秋冬转换期水文生态气候条件的变化特征。结果表明,北赤道逆流源区及其路径上存在海表叶绿素浓度高值条带,这是由北赤道逆流从其源区携带的和新几内亚海岸潜流携带的营养物质共同影响下形成的,棉兰老冷穹上升流也会对其营养盐供给产生较大影响。厄尔尼诺事件发生时,热带西太平洋西风事件增多,北赤道逆流增强,大量表层水东移,研究区海平面降低,深水向浅层补给增加,深层冷水上抬,共同增强的北赤道逆流、新几内亚海岸流、新几内亚海岸潜流和棉兰老冷穹上升流将更多的养分从水平和垂直层面输送到海面,导致海面叶绿素浓度和原位有机碳总量显著增加。拉尼娜事件发生时,北赤道逆流影响区生态水文气候条件变化与厄尔尼诺事件发生时的变化特征几乎相反,但其变化程度弱于厄尔尼诺时期,共同减弱的北赤道逆流、新几内亚海岸潜流和棉兰老冷穹上升流使从水平和垂直层面输送到海面的养分显著减少,导致海面叶绿素浓度和原位有机碳总量显著降低。本文提出了北赤道逆流影响区水文生态气候条件演化对厄尔尼诺事件和拉尼娜事件的响应机制模型,这有利于进一步分析ENSO循环在局地生态效应和水文气候演化中的作用,对认识全球气候变化对物质循环的影响具有重要意义。

ENSO事件对东莞气候特征的影响

利用1963—2021年东莞国家气象观测站的气象观测资料,运用数理统计、趋势分析和Mann-Kendall突变检测等方法从台风、降水和气温等角度进行分析,研究厄尔尼诺和拉尼娜事件对东莞气候特征的影响,分析表明:(1)2000年以前发生厄尔尼诺事件概率更大,2000年以后ENSO事件持续时间变短,厄尔尼诺和拉尼娜事件发生概率基本相当;(2)厄尔尼诺(或拉尼娜)年影响东莞的台风频数减少(或增多);拉尼娜年台风季偏长,初台偏早、终台偏晚;(3)厄尔尼诺事件发生当年东莞非汛期和次年汛期降水偏多,当年汛期和次年非汛期降水偏少;拉尼娜事件发生当年汛期和非汛期降水都偏少;厄尔尼诺和拉尼娜事件都对后汛期降水影响更明显,ENSO事件强度越强,对降水影响越大;(4)东莞气温受ENSO事件影响较小,厄尔尼诺年东莞气温偏高,拉尼娜年东莞气温偏低;高低温日数受ENSO事件影响较小,有明显的年代变化特征。

不同类型ENSO事件对初冬北极海冰的影响

基于1951—2019年NCEP/NCAR再分析资料、Hadley环流中心海温、海冰密集度资料,通过合成分析和诊断温度异常方程,研究不同类型ENSO对初冬北极海冰的影响。结果表明,EP La Niña发展年初冬(11—12月),巴伦支—喀拉海海冰异常减少;CP La Niña发展初冬,巴伦支—喀拉海海冰异常增加。EP和CP型El Ni1o对初冬北极海冰的影响类似:格陵兰海海冰异常减少,而哈德逊—巴芬湾海冰异常增加。不同类型ENSO对初冬北极海冰的影响主要通过产生不同的大气遥相关,引起同期和前期的海表气温异常而实现。

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) Variations and Climate Changes Worldwide

This investigation aims to study the El-Niño-Southern Oscillation (ENSO) events in these three phases: El Niño, La Niña, and neutral. Warm and cold events relate to the Spring/Summer seasons. This paper will search for connections between the ENSO events and climate anomalies worldwide. There is some speculation that those events would be necessary for the climate anomalies observed worldwide. After analyzing the data from the reports to the ENSO, it shows almost periodicity from 1950-2023. We emphasized the occurrence of El Niño two years, when it was most prominent, and the climate anomalies (following NOAA maps), 2015 and 2023. The results indicated that the observed climate anomalies couldn’t be linked to the abnormal events observed. The worldwide temperatures in those years enhanced mostly in 2023. It shows an abnormal behavior compared with all the years scrutinized and analyzed since the records began. Therefore, there must be unknown factors beyond ENSO that rule the worldwide temperatures and the climate anomalies observed.

ENSO对中国东部前后冬天气尺度气温变率的不同影响及其可能机制

基于中国国家气象信息中心提供的中国第一代全球大气和陆面再分析产品(CRA)的逐日气温资料、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)重建的逐月海表温度资料以及美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的大气环流再分析资料,研究了厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对中国东部前、后冬天气尺度气温变率的影响及其物理机制。结果表明,ENSO对中国东部天气尺度气温变率的影响在前、后冬存在显著差异。ENSO对前冬中国东部天气尺度气温变率影响较弱,后冬则显著增强。后冬时期,ENSO与长江中下游地区天气尺度气温变率呈现显著正相关,即厄尔尼诺年后冬天气尺度气温变率增强,气温波动幅度增大;拉尼娜年后冬天气尺度气温变率减弱,气温变化较为平缓。ENSO在后冬可通过影响与欧亚大陆上空南北温度梯度相关的大气斜压性调节下游东亚地区大气环流的天气尺度变率,进而影响天气尺度气温变率。厄尔尼诺年后冬,南北温度梯度大,大气斜压性较强,经向风活跃,冷空气活动较为频繁,天气尺度气温变率增大;拉尼娜年后冬,异常情况与之大致相反。在前冬ENSO对欧亚大陆上空南北梯度即大气斜压性影响较小,因而对中国东部天气尺度气温变率的影响也较弱。本研究的成果丰富了对ENSO影响中国气温变率的理解,有利于中国冬季气温季节预测水平的提升。

ENSO对安徽省旱涝灾害和粮食产量的影响

为防御旱涝灾害,保障粮食安全,利用1971—2018年ENSO的特征量、不同位相及安徽省78个站点的气象数据和全省灾情、作物产量数据,采用比较法、x^(2)拟合检验法,分析ENSO的特征量、不同位相与安徽省典型干旱和涝渍年的关系及ENSO对安徽省主要粮食作物产量的影响。结果表明:(1)厄尔尼诺和拉尼娜事件均发生在春季到秋季(4—10月),结束在初夏之前(1—6月),其峰值大部分出现在冬季(1月和11—12月)。(2)典型干旱和涝渍年各发生11年,平均2~3年出现1次,大多集中在20世纪80年代初到90年代中期。(3)安徽省典型干旱年出现在厄尔尼诺事件对涝渍的当年或拉尼娜事件的次年的概率大,厄尔尼诺、拉尼娜事件对安徽省旱灾的影响相当;典型涝渍年出现在厄尔尼诺事件对涝渍的次年或拉尼娜事件的当年的概率大,且厄尔尼诺事件对涝渍的影响远大于拉尼娜事件的影响。(4)ENSO持续时间越长、强度越大,越易发生干旱和涝渍灾害,干旱和涝渍灾害易发生在ENSO的衰减年或波峰后。(5)厄尔尼诺事件的衰减年,主要粮食作物以减产为主;拉尼娜事件的衰减年,小麦增减产年份相当,而一季稻、玉米则以增产为主。

热带大洋春季海气耦合模态及其与ENSO的关系

在北半球的春季,热带三大洋的海洋–大气系统年际变化会对同期太平洋厄尔尼诺–南方涛动(El Niño-Southern oscillation,ENSO)产生响应,同时也能通过区域海洋–大气耦合过程影响ENSO的发展。基于国际公开使用的海表温度资料和降水资料,通过联合正交经验分解方法分析,可以发现全球大洋春季存在两种显著的海气耦合模态。第一模态表现为:在热带中东太平洋,海表温度增暖、降水增多;在热带大西洋和热带印度洋,降水呈现经向偶极型分布以及跨赤道的海表温度梯度异常;即伴随ENSO在春季消亡期的空间型态,大西洋出现经向模态,印度洋出现反对称模态。第二模态表现为:太平洋经向海表温度和降水模态,即太平洋经向模态。回归分析结果表明,ENSO盛期的大气环流调整引起了热带大西洋和印度洋降水辐合带异常,并通过海面风场异常激发海盆内部的海洋–大气反馈,引起春季经向模态。进一步研究发现,冬、春季大西洋和印度洋热带辐合带分别位于赤道以北和以南,导致两个海盆经向模态的降水异常相对赤道呈反对称分布。在春季,太平洋经向模态的暖中心延伸到赤道上,引起西风异常,为后续El Niño的发展提供了有利条件。文章揭示了太平洋ENSO与春季热带三大洋经向模态之间的关系,这有助于更好地理解热带气候模态的季节性“足迹”的发展过程。

基于集成GCN-Transformer网络的ENSO预测模型

厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)是热带太平洋海表面温度发生异常的现象,会导致冰雹、洪水、台风等极端天气的出现,因此对ENSO的准确预测意义重大。本文设计了集成GCN-Transformer(GCNTR)模型,首先运用Transformer网络的全局特征聚焦能力对数据特征进行编码,然后结合GCN提取图数据特征的能力,最后引入特征融合门控机制将经过编码的特征和GCN提取的特征进行融合,实现ENSO的精确预测。结果表明,GCNTR模型实现了对ENSO提前20个月的预测,比ENSOTR多了3个月,比Transformer多了5个月,并且模型绝大部分的预测精度优于其他模型。与现有的方法相比,GCNTR模型能够实现对ENSO更好的预测。

华南冬季雾日年际变化特征及其与ENSO的关系

本文基于1979~2016年华南地区52个台站逐日雾观测数据和ERA5再分析资料等,采用EOF分解等多种统计方法,研究了ENSO对华南冬季雾日年际变化的影响,并进一步探讨了华南冬季雾日年际变化与ENSO关系的年代际转变。结果表明:(1)华南地区冬季雾日具有区域一致的变化特征,呈现出明显的年际变化和线性增加的趋势。在冬季,华南地区近地面层北风减弱,大气层结更加稳定,同时温度露点差降低,空气中水汽含量增加,为雾的形成提供了有利的背景场条件。(2)ENSO与华南地区冬季雾日的年际变化存在显著相关关系,在El Niño年的冬季,菲律宾海上空存在一个异常的反气旋环流,反气旋西侧的异常暖湿西南气流给华南地区带来充沛的水汽,有利于雾日的形成。La Niña年雾日的变化则与El Niño年相反。这种显著相关关系主要取决于大雾日数,而非轻雾日数。(3)ENSO与华南地区冬季雾日年际变化的关系在1996年前后出现明显年代际转折,在1979~1996年期间,两者相关性较弱,1997年之后相关性显著增强。这种关系的转变可能受到北大西洋年代际振荡(AMO)的调控。

ENSO对次年夏季西北太平洋降水的非对称影响

通过对1979—2018年Ni?o3.4指数和第二年夏季西北太平洋(Northwest Pacific, WNP)降水异常的分析发现,厄尔尼诺强度与第二年夏季WNP降水异常存在显著的负相关关系,而与拉尼娜并没有显著的相关关系。将厄尔尼诺和拉尼娜分为东部型和中部型以后发现,东部型厄尔尼诺和拉尼娜对次年夏季WNP降水的影响不对称,东部型厄尔尼诺强度与次年夏季WNP降水异常为负相关关系,而东部型拉尼娜与次年夏季WNP降水异常关系并不显著。相反,中部型厄尔尼诺和拉尼娜对WNP次年夏季降水的影响较为对称。不管是厄尔尼诺还是拉尼娜,其强度与次年夏季WNP降水异常相关性均非常显著。分析速度势和流函数场以及它们所对应的海表面温度场发现,强东部型厄尔尼诺、强中部型厄尔尼诺、强/弱东部型拉尼娜和强中部型拉尼娜事件中WNP降水主要受风场的辐合辐散控制,其降水异常区与辐合辐散中心对应得很好。而弱东部型厄尔尼诺和弱中部型厄尔尼诺事件中的WNP降水主要与中太平洋海温Gill型对称加热有关,在辐合中心西边产生一对气旋,导致了西北太平洋降水的正异常。而对于弱中部型拉尼娜,由于副热带中太平洋加热的作用,在西北太平洋区东部产生一个反气旋,导致了该区域的降水负异常。从而导致了强中部型拉尼娜年WNP区的降水显著大于弱中部型拉尼娜年WNP区的降水。可以看出,虽然中部型厄尔尼诺和中部型拉尼娜年降水异常在数值上是对称的,并且有显著的线性关系,但是他们对降水的影响机制是不同的。