海洋所ENSO非对称性动力学机制研究获重要进展

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时间:2019-02-27  来源:海洋环流与波动重点实验室文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,中国科学院海洋研究所王凡研究组在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的非对称性动力学机制方面取得重要进展,首次定量阐明了形成ENSO非对称性的各海洋动力学反馈过程,相关研究成果在《Geophysical Research Letters》杂志在线发表。 

    

厄尔尼诺(左)和拉尼娜(右)事件示意图(McPhaden, 2015    

  ENSO是热带太平洋不规则周期性发生的气候变化,是全球气候系统中最为显著的年际变化信号,对我国乃至全球的气候都有着重要的影响。对ENSO循环动力学机制的认识是理解和预测ENSO事件的理论基础。ENSO循环本身既存在年代际的低频变化,其冷位相拉尼娜事件和暖位相厄尔尼诺事件之间也存在显著的非对称性,但对ENSO低频变化和非对称性的动力学机制仍缺乏定量的深入认识。 

研究揭示ENSO循环中SST异常的振幅和持续时间的显著非对称性(Guan et al., 2019)

  王凡课题组的官聪博士与合作者——美国国家海洋大气管理局太平洋海洋环境实验室(NOAA/PMEL)的Michael J. McPhaden教授开展合作,构建了完整的温度方差収支方程。该方法较传统的温度收支方程相比,可以明确表示单个海气动力过程是正反馈还是负反馈作用并便于对其贡献进行定量评估。他们将这一新方法首次引入到ENSO动力学研究中,率先定量诊断了各海洋反馈过程在ENSO低频变化中的作用,揭示了在21世纪初期ENSO温度异常中心从赤道东太平洋向赤道中太平洋发生纬向跃迁的物理机制(Guan and McPhaden, 2016)。 

各海洋动力学反馈过程在厄尔尼诺和拉尼娜期间的定量贡献(Guan et al., 2019)    

  课题组进一步深入研究了各海洋动力学反馈过程在ENSO非对称性形成中的定量作用。研究人员基于温度方差收支方程,深入分析了赤道中东太平洋温度异常幅度的非对称性和ENSO冷暖位相的持续时间的非对称性。研究发现,厄尔尼诺期间东太平洋具有更强的正反馈过程,导致厄尔尼诺具有比拉尼娜更大的温度异常振幅;而在中太平洋,拉尼娜事件由于在发展期具有较强的温跃层正反馈和较弱的非线性阻尼效应,因而具有更快的温度异常增长率。同时发现,在厄尔尼诺衰退期温跃层反馈由正反馈转变为负反馈过程,使得厄尔尼诺较拉尼娜更快消亡,从而导致ENSO冷暖位相持续时间的非对称性,而温跃层反馈过程在ENSO事件衰退期的不同体现了充放电机制的非对称性。研究成果将显著提高对ENSO动力学机制的认识,为进一步提高ENSO预测水平提供有力的理论依据。      

  官聪博士、王凡研究员、胡石建博士及Michael J. McPhaden教授共同合作完成该项研究。研究得到了国家自然科学基金青年基金、国家留学基金和中国博士后科学基金等项目的支持。

   

  相关成果及链接如下: 

   1.Guan, C., McPhaden, M. J., Wang, F., & Hu, S. (2019). Quantifying the role of oceanic feedbacks on ENSO asymmetryGeophysical Research Letters46.  https://doi.org/10.1029/2018GL081332     

   2. Guan, C., & McPhaden M. J. (2016) Ocean Processes Affecting the Twenty-First-Century Shift in ENSO SST Variability. Journal of Climate, 29, 6861-6879.  云顶彩票六合彩登入. 

    

    

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