耦合模式对于年平均赤道太平洋海表温度的模拟有着很大的偏差，主要体现在赤道中太平洋和西太平洋的冷偏差以及赤道东太平洋的暖偏差。尽管随着模式的发展，赤道太平洋海表温度的模拟有了一定改进，CMIP6模式集合平均历史实验（HIST）的结果表明偏差依旧显著存在。 CAS-ESM2-0作为参与了CMIP6的耦合模式，其历史实验（HIST）结果在赤道太平洋海表温度的模拟偏差和CMIP6模式集合平均的模拟偏差类似，且偏差强度更强（图1）。目前，对于导致该模式偏差的物理过程和来源并不清楚。

　　近期，中国科学院大气物理研究所刘海龙研究员团队在上述科学问题的研究中取得以下研究成果：

　　研究团队利用了海表热收支方程进行分析，并使用单独的大气模式AMIP实验和单独的海洋模式OMIP实验进行了对比分析。结果表明，表面热通量是海表温度偏差的结果，而不是原因；海洋动力在产生海表温度偏差方面起着至关重要的作用。单独的大气和海洋模式中的偏差相互加强，产生了一个反馈过程，涉及到降水偏差、在赤道大气风场的罗斯贝-重力波响应，以及海洋流偏差，从而放大了耦合模型中的海表温度偏差。

　　在单独的海洋模式中，在赤道中太平洋存在异常的向西洋流，在赤道东太平洋则为异常的向东洋流。此外，在赤道以南存在着与单独大气模式中正降水偏差相对应的异常向东洋流。这些异常向东洋流所带来的暖平流导致耦合模式中更高的海表温度，进而导致更多的降水，引发表面风场的罗斯贝-重力波响应。异常的表面风引起了东太平洋中更强的向东洋流以及中西太平洋的西向回流。因此，在赤道，中西太平洋的异常经向洋流会引起降温，而东太平洋的异常经向、纬向和垂直洋流导致升温（图2）。

　　上述工作揭示了耦合模式CAS-ESM2-0中导致年平均赤道太平洋海表温度偏差的主要偏差来源和物理过程，可以为其他模式提供理论指导。相关成果已发表于American Geophysical Union期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上。研究受国家自然科学基金（41991282） 和中国科学院战略性先导科技专项（XDB42010404）资助。

文章：

Si, W., Liu, H., & Zhang, M. (2023). Ocean Dynamics Causes the Equatorial Pacific SST Bias in CAS‐ESM2‐0. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128(22), e2023JD039593.

图1 （a）观测年平均海表温度、（b）CMIP6模式集合平均历史实验海表温度、（c）与观测的差异、（d）耦合模式CAS-ESM2-0历史实验海表温度、（e）与观测的差异。

图2 导致耦合模式CAS-ESM2-0赤道太平洋海表温度偏差的示意图。黑色箭头为大气环流，蓝色实线箭头为水平洋流，虚线箭头为垂直洋流，蓝色和红色阴影为冷偏差和暖偏差。