科研进展

FES: 全球变暖背景下ENSO遥相关东移机制再探

  ENSO激发的太平洋-北美及南美型遥相关(以下简称ENSO遥相关),是其影响热带外的重要桥梁。这一途径使得热带变率ENSO可以导致南北半球中高纬地区的极端天气气候事件。

  在全球变暖背景下,ENSO遥相关会如何变化?许多研究指出,厄尔尼诺型海洋增暖背景下ENSO激发的热带太平洋降水异常东移,这最终导致未来ENSO遥相关向东移动。除与热带降水异常有关之外,事实上,ENSO遥相关也受到热带外大气背景流场的影响。如黄刚研究员团队前期工作发现,副热带急流的差异对于遥相关的非对称性有重要贡献。基于这一思路,团队使用CFMIP中的系列AMIP实验发现,考虑厄尔尼诺增暖型的作用,AMIP-future4K实验可很好地复现出CMIP实验中南半球ENSO遥相关的东移。但即使不考虑海洋增暖模态的作用,仅使用均匀增暖海温强迫(AMIP-p4K实验),遥相关仍然会东移。

图1 AMIP实验中ENSO降水(a)及200hPa高度场异常(b),AMIP-future4K实验相较AMIP实验的降水(c)及高度差异常差值(d),AMIP-p4K实验相较AMIP实验的降水(e)及高度差异常差值(f)

  这表明除对流位置东移影响外,其他因素对未来遥相关的东移也有贡献。后续分析表明,在不同海温强迫下的AMIP实验中,副热带急流出口区位置均发生了东移,这导致平均动能向扰动动能转换的大值区东移,使得波列更容易向东发展。

图2 AMIP(a)、AMIP-future4K(b)及AMIP-p4K(c)的正压能量转换值(填色)及200hPa纬向风场(等值线)

  “我们的研究表明未来ENSO遥相关的东移现象是由多种因素共同导致的,热带外大气背景场的变化在其中扮演了重要角色。”文章通讯作者黄刚研究员强调。

  Wang, Y.,G. Huang*, K. Hu*, W. Tao, H. Gong and K. Yang,2022: Understanding the eastward shift and intensification of the ENSO teleconnection over South Pacific and Antarctica under greenhouse warming, Frontiers in Earth Science, https://doi.org/10.3389/ feart.2022.916624 

  Wang, Y.,G. Huang*, K. Hu, W. Tao, X. Li, H. Gong, L. Gu and W. Zhang. 2022:Asymmetric impacts of El Nino and La Nina on the Pacific-South America teleconnection pattern. Journal of Climate,35(6), 1825-1838, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0285.1 

  Wang, Y., K. Hu* ,G. Huang* and W. Tao. 2021:Asymmetric impacts of El Nino and La Nina on the Pacific-North American teleconnection pattern: the role of subtropical jet stream, Environmental Research Letters , 16 (2021) 114040, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac31ed 

附件下载:
d