太阳辐射是地球气候系统的重要外强迫，其11年周期变化对热带太平洋年代际振荡的影响是一个有趣的问题，也对近期（near-term）和年代际气候预测有积极意义。

　　德国亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel）霍文娟博士联合中国科学院大气物理研究所LASG肖子牛研究员和赵亮高工，系统地研究了热带太平洋海气系统对太阳周期的锁相协同变化，提出了一种新的太阳辐射累积加热效应影响气候的机制：

　　在11年太阳周期内，强太阳活动期的太阳辐射可以“累积”到热带太平洋的海洋热含量（OHC）中，并自下而上对大气环流产生影响。该地区的强海气耦合过程放大了太阳周期强迫对热带太平洋海气系统在准十年尺度上的锁相协同效应。

　　在观测和再分析数据以及太阳周期强迫的敏感性实验（SOL）中，在太阳活动的上升位相，海洋热含量异常（OHCa；300m）展现出类La Nina型，沃克环流向西偏移。在太阳活动下降位相，情况恰恰相反。累积的直接太阳辐射通过改变暖水体积，引起热带太平洋海气系统耦合的准十年锁相协同变化。在准11年的太阳活动周期内，强太阳活动期产生的“额外”热量被海洋动力过程输送并重新分配。太平洋沃克环流异常维持了赤道西太平洋的OHC异常，但对赤道东太平洋为负反馈，有助于该地区OHC异常的相位转换。此外，热带太平洋的经向热传输和赤道外Rossby波的传播也在11年太阳周期尺度上为OHC异常的相变转变提供滞后的负反馈作用。

　　该研究证明了11年太阳周期对热带太平洋变率的影响，为太阳辐射“自下而上”的强迫机制提供了新的解释。这一研究结果更新了对热带太平洋准十年变化的理解，并可能有助于改进年代际时间尺度上的气候预测。

图1 热带太平洋海洋热含量异常（OHCa）与11年太阳周期的10年际协同变化。（a）OHCa（1950–2019）回归到OHC的PC1（阴影等值线；90%显著水平）。（b） TSI回归到滞后2年的OHCa（黑色虚线区域高于90%显著性水平）。（c） 标准化的TSI（黑色）、滞后2年OHC的PC1（红色）和CMD-P（蓝色）的3年平滑时间序列。（d）TSI和（e）OHC的CMD-P时间序列的小波功率谱。（f） XWT：TSI和CMD-P时间序列的交叉小波谱。（g） WTC：TSI和CMD-P时间序列的小波相干谱。黑色箭头表示相位滞后[向右：同相；向左：反相；向下：TSI领先CMD-P四分之一周期相位（2-3年）]。黑色粗线表示相对于红色噪声的5%显著性水平。

　　上述研究成果发表在Journal of Climate上。该研究得到国家自然科学基金项目(42075040和41790471)、国家重点研发计划项目(2018YFA0606203)和中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室开放课题（LTO1916）的共同支持。

文章链接：

Huo Wenjuan, Xiao Ziniu, Zhao Liang. Phase-Locked Impact of the 11-Year Solar Cycle on Tropical Pacific Decadal Variability. J. Climate, 36(2),421-439, DOI: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0595.1.