西北太平洋异常反气旋（WNPAC）是连接中东太平洋海水异常增暖（El Nino）现象和东亚夏季风的重要桥梁，也是东亚夏季气候年际变率可预报性的主要来源。WNPAC能够从厄尔尼诺事件的盛期（即北半球冬季）维持到次年夏季，其西侧的西南风异常有利于加强向中国南方的水汽输送，增强的水汽辐合使得中国东南沿海、华南地区和日本南部的广大地区降水显著增加。例如，发生在2016年夏季的“暴力梅”事件（图1）就和WNPAC持续时间较长有关。预估WNPAC在全球变暖背景下的变化，对于理解气候变暖对东亚夏季气候变率的影响具有重要的指示作用。
前人研究指出，模式预估的厄尔尼诺变化存在很大的不确定性，同时厄尔尼诺相关特征（如振幅、衰减速率等）的未来变化都会影响WNPAC的强弱。例如，厄尔尼诺振幅的增强会引起WNPAC的增强。除此之外，其他非振幅因子的变化，如厄尔尼诺衰减速率的加快也能够引起WNPAC的增强。然而，厄尔尼诺的振幅和非振幅因子对WNPAC预估不确定性的相对贡献如何目前尚不清楚。
针对这一问题，近日中国科学院大气物理研究所周天军研究团队在《气候杂志》（Journal of Climate）上发表文章，指出了厄尔尼诺预估不确定性是WNPAC预估不确定性的主要来源。通过分析由90个样本组成的气候系统模式大样本集合模拟试验结果，研究团队提出了一种分离厄尔尼诺振幅和非振幅因子变化不确定性影响的数学算法，并定量估算了二者的相对贡献。研究指出，大约77%的WNPAC预估不确定性来自于厄尔尼诺非振幅因子变化的不确定性，剩余的23%则来自于厄尔尼诺振幅变化的不确定性（图2）。其中，厄尔尼诺非振幅因子的影响主要体现在厄尔尼诺衰减速率的变化上，若厄尔尼诺在未来衰退变快（慢），则赤道中太平洋的冷海温异常更强（弱），该冷海温异常激发出更强（弱）的西传罗斯贝波，从而增强（减弱）西北太平洋异常反气旋，这一过程受到中纬度海气耦合作用的调制。而厄尔尼诺振幅的变化可以通过影响热带印度洋的“电容器”效应影响WNPAC，增暖背景下更强（弱）的厄尔尼诺事件能够引起更强（弱）的“电容器”效应，从而增强（减弱）WNPAC。
“在气候预估方面，当前的研究多针对厄尔尼诺的振幅，未来应更多地关注衰退速度等厄尔尼诺其他特性的变化对气候系统的影响。我们所提出的分解预估不确定性的数学算法有较好的普适性，可推广应用于厄尔尼诺之外的其他内部变率影响的研究。”该文第一作者、中国科学院大气物理研究所博士生巫明娜说。
该研究工作受国家自然科学基金（批准号41988101、41605057）和国家重点研发计划（批准号2020YFA0608904）共同资助。
参考文献：
1) Wu, M., T. Zhou, X. Chen, and B. Wu, 2020: Intermodel Uncertainty in the Projection of the Anomalous Western North Pacific Anticyclone Associated with El Nino Under Global Warming. Geophysical Research Letters, 47, e2019GL086139. https://doi.org/10.1029/2019GL086139.
2) Wu, M., Zhou, T., & Chen, X. (2021). The source of uncertainty in projecting the anomalous western North Pacific anticyclone during El Nino–decaying summers. Journal of Climate, DOI: 10.1175/JCLI-D-20-0904.1.https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/aop/JCLI-D-20-0904.1/JCLI-D-20-0904.1.xml
图1 2016年夏季“暴力梅”事件造成我国南方大范围洪涝（图片来源：新华网）
图2 厄尔尼诺振幅和非振幅因子（如衰减速率）变化的不确定性对西北太平洋异常反气旋预估不确定性的相对贡献。其中，振幅变化不确定性占总不确定性的23.3%，非振幅变化不确定性占总不确定性的76.5%
