赤道太平洋纬向海表面温度梯度(SST梯度)影响全球平均温度,是全球变暖的起搏器。观测记录显示,近期SST梯度增强,显著影响了厄尔尼诺-南方涛动和全球海洋热量吸收。然而,气候模式倾向于模拟与观测不符的减弱趋势。这种偏差可能会降低预估未来SST梯度变化的可信度。因此,揭示模拟和预估SST梯度不确定性的来源及成因,减少未来预估中的不确定性,是气候变化领域的前沿问题。
近期中国科学院大气物理研究所刘海龙研究员团队,基于CMIP6模式和大样本集合模拟,围绕近期SST梯度增强,探究了模式偏差对SST梯度趋势模拟的可能影响及物理机制,定量估算了内部变率对SST梯度增强的贡献。在理解其历史变化的基础上,给出全球增暖背景下SST梯度未来变化的预估。结果表明,信风增强偏弱、日界线-东太平洋上升流对东太平洋SST冷却作用不足、气候态冷舌过度西伸是模拟SST梯度偏弱的原因。太平洋年代际振荡位相的转换是SST梯度增强的主要原因,其可以解释观测中约51%的SST梯度的增强。通过挑选模式对历史时期SST梯度(太平洋年代际振荡位相转换)模拟能力较高的成员,进一步约束了未来SST梯度变化的不确定性,得到21世纪中期SST梯度将会明显减弱。
上述研究成果近期发表于Geoscience Letters上。该研究得到中国科学院战略先导项目(XDB42010404)、国家重点研发计划项目(2020YFA0608902)、国家自然科学基金项目(41931183)的共同资助。
图1 1981-2100年CMIP6(a,c)和6套大样本(b,d)模拟的赤道太平洋纬向SST梯度30年滑动线性趋势。原点和虚线表示全模式(黑色)、S模式(红色)和W模式(蓝色)下历史和SSP5-8.5情景下模拟的趋势总体均值,竖实线表示66%误差范围,X轴表示30年趋势的结束年份;其中,a-b是依据1981-2010年赤道太平洋纬向SST梯度趋势最强和最弱挑选S模式和W模式,c-d是依据1981-2010年模式IPO趋势与观测IPO趋势相关最高和最低挑选S模式和W模式
论文信息:
Bai W, Liu H, Lin P, Li X, & Wang F. Reconciling opposite trends in the observed and simulated equatorial Pacific zonal sea surface temperature gradient[J]. Geoscience Letters, 2023, 10(1): 1-12. https://doi.org/10.1186/s40562-023-00309-3