近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）/ 全球海洋和氣候研究中心(GOCRC) 研究員王春在團隊針對東太平洋（EP）厄爾尼諾激發負位相太平洋經向模態（PMM）機制的適用性提出了新的觀點。研究成果以博士后范漢杰為第一作者、王春在為通訊作者發表在國際期刊Journal of Climate上。
PMM是太平洋最為強盛的熱帶外海氣活動之一，與厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）之間存在密切的相互作用。前人提出了ENSO影響PMM的兩個機制：1.中太平洋（CP）ENSO能夠激發同位相的PMM；2.EP厄爾尼諾能在強度足夠大的情況下激發負位相的PMM。前人工作強調機制2只適用于1982/83和1997/98兩次超強的EP厄爾尼諾，并且PMM指數也確實在1983和1998年春季達到了最大的兩次負值（圖1a）。然而，實際上1983和1998年春季，副熱帶太平洋上的海溫異常（SSTA）是微弱的負值甚至是正值（圖1b和c），與PMM指數的高負值顯然不符。
為了理解這一看似矛盾的結果，本研究將ENSO影響PMM的兩個機制進行了物理過程的對比診斷以檢驗各自的適用性。結果表明，CP ENSO激發的大氣響應剛好能夠配合風-蒸發-海溫（WES）反饋引起同位相的PMM活動。另一方面，雖然EP厄爾尼諾中心區的SSTA獨自發生時有助于激發負位相的PMM，但EP厄爾尼諾的SSTA橫跨經度較寬，可以延伸至CP區域，整體引起的大氣響應并不能很好地配合WES反饋進而激發負PMM活動。以上物理機制診斷解釋了兩次超強EP厄爾尼諾期間副熱帶SSTA微弱的原因，但不能解釋當年PMM指數的高負值。
為此，本研究進一步采用了指數投影拆解的方法，對PMM指數強度進行了貢獻量化分析。結果表明，大多數的PMM指數高值是由副熱帶的SSTA引起，而1982/83和1997/98期間PMM指數的高負值卻是由EP區域強盛的增暖投影至PMM模態在赤道上的負值中心所引起的，與一般情況不同（圖2）。進一步采用CMIP6模式分析同樣獲得了以上的結果。
本研究結果澄清了前人提出的EP厄爾尼諾能夠激發負PMM的偏差理解，有助于更加準確地認識太平洋熱帶-熱帶外的相互作用。另外，本研究表明類似經驗正交分解和最大協方差分析等方法雖然有助于識別氣候模態，但這些方法得到的指數用于模態強度表征時可能包含虛假信息，在研究過程中需要謹慎對待。
本研究得到了國家自然科學基金重大項目、國家重點研發計劃項目和博士后創新人才支持計劃等共同資助。
相關論文信息：
Fan, H., S. Yang, C. Wang, and S. Lin, 2023: Revisiting the impacts of tropical Pacific SST anomalies on the Pacific Meridional Mode during the decay of strong eastern Pacific El Nio events. J. Climate.
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https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0342.1
圖1. (a) PMM指數逐月時間序列，虛線指示1983和1998年的春季。(b) 1983年和 (c) 1998年春季的海溫異常空間分布。
圖2. (a) PMM指數和空間投影方法得到的PMM投影指數，相關性為0.98。(b) 和 (c) 為利用空間投影方法拆解得到的副熱帶太平洋（藍色）和熱帶太平洋（紅色）的SSTA對PMM指數強度的貢獻，(b) 是未濾除冷舌指數信號的結果，(c) 是濾除后的結果。
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