LTO研究團(tuán)隊基于三大洋相互作用揭示印度洋新的氣候效應(yīng)
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）研究員王春在團(tuán)隊揭示了印度洋新的氣候效應(yīng)，首次提出了熱帶西印度洋（WIO）海溫異常對大西洋尼諾事件的觸發(fā)作用。該研究以博士研究生廖華夏為第一作者，王春在研究員為通訊作者發(fā)表在Geophysical Research Letters（《地球物理研究》）（SCI一區(qū)Top）上。
ENSO（厄爾尼諾與南方濤動）是地球系統(tǒng)中最強(qiáng)的年際尺度氣候事件，對全球天氣氣候有重要的影響。熱帶大西洋地區(qū)也存在類似ENSO的現(xiàn)象，人們將這種現(xiàn)象稱為“大西洋尼諾”。大西洋尼諾極大地影響了周邊大陸的氣候，對熱帶印度洋和太平洋以至于歐洲地區(qū)的氣候也有重要貢獻(xiàn)。因此，探求大西洋尼諾的生成與發(fā)展機(jī)制有助于提升對大西洋尼諾的預(yù)報能力，對周邊國家甚至全球社會生活及生產(chǎn)活動有著重要的意義。
本研究首次提出了熱帶印度洋對大西洋尼諾的影響，其結(jié)果不僅揭示了WIO海域海溫異常對大西洋尼諾的觸發(fā)作用，還強(qiáng)調(diào)了WIO海域海溫異常能夠調(diào)制ENSO與大西洋尼諾的關(guān)系，從而決定ENSO事件下一年夏季熱帶大西洋出現(xiàn)的是大西洋尼諾還是大西洋尼娜事件（圖1）。
冬季WIO海域暖海溫異常可以引發(fā)Walker環(huán)流異常，在當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)異常上升，在大西洋上空引起異常下沉。熱帶大西洋受Walker環(huán)流下沉的影響，在海表面出現(xiàn)輻散現(xiàn)象，抑制了海表面東南信風(fēng)進(jìn)而產(chǎn)生了西風(fēng)異常。該西風(fēng)異常加深了熱帶東大西洋的溫躍層，阻斷了深層海洋冷水通過冷水上涌對海表面海溫的冷卻作用，進(jìn)而引發(fā)大西洋尼諾。
WIO海域海溫異常對太平洋ENSO與大西洋尼諾之間的關(guān)系也有重要的影響。ENSO與大西洋尼諾同為顯著的熱帶氣候事件，ENSO對熱帶大西洋有重要的影響。眾多研究表明ENSO可以通過多種不同的物理機(jī)制影響熱帶大西洋。然而在ENSO事件的下一年，熱帶大西洋并不能穩(wěn)定的出現(xiàn)大西洋尼諾或者大西洋尼娜現(xiàn)象。本研究表明在ENSO期間，當(dāng)WIO海域暖海溫異常較強(qiáng)時能夠抵消ENSO對熱帶大西洋的降溫作用時，使熱帶大西洋總體呈現(xiàn)增溫，出現(xiàn)大西洋尼諾現(xiàn)象；而當(dāng)WIO海域暖海溫異常較弱時，ENSO對熱帶大西洋的降溫作用更強(qiáng)，熱帶大西洋總體呈現(xiàn)降溫，出現(xiàn)大西洋尼娜現(xiàn)象。因此，在此機(jī)制中，WIO海域海溫異常能夠決定厄爾尼諾事件下一年夏季熱帶大西洋出現(xiàn)的是大西洋尼諾還是大西洋尼娜事件。
上述耦合和反饋過程揭示了大西洋尼諾事件是熱帶三大洋相互作用的產(chǎn)物。研究表明，在大西洋尼諾與ENSO的相互作用過程中，考慮了印度洋海溫演變的作用，可以有效提高大西洋尼諾的預(yù)測水平。
該研究由國家重點研發(fā)計劃專項、國家自然科學(xué)基金重點項目、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州）人才團(tuán)隊引進(jìn)重大專項、廣東省領(lǐng)軍人才項目共同資助完成。
相關(guān)論文信息： Liao, H., and Wang, C. (2021). Sea surface temperature anomalies in the western Indian Ocean as a trigger for Atlantic Ni？o events. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL092489. https://doi.org/10.1029/2021GL092489
圖1 基于三大洋相互作用的印度洋氣候效應(yīng)示意圖。(a) 太平洋厄爾尼諾產(chǎn)生異常Walker環(huán)流，迫使熱帶大西洋上空的產(chǎn)生東風(fēng)異常，增強(qiáng)了溫躍層的傾斜程度，引發(fā)大西洋尼娜。(b) WIO海域暖異常產(chǎn)生的Walker環(huán)流異常與厄爾尼諾競爭。使熱帶大西洋上空的西風(fēng)異常減弱，并減弱了溫躍層的傾斜程度，引發(fā)大西洋尼諾。WIO海域海溫異常決定了厄爾尼諾事件下一年夏季熱帶大西洋出現(xiàn)的是大西洋尼諾還是大西洋尼娜事件。正(負(fù))海溫異常用紅色(藍(lán)色)表示。
