北大西洋、太平洋对ENSO事件活跃性年代际变化的影响

年代际气候变化及其预测直接关系到国家在资源、环境及安全等方面的重大长期决策，而提高气候预测水平有赖于对年代际气候变化机制的深入理解。本申请拟利用多种统计分析方法，通过分析客观观测资料，从揭示ENSO事件活跃性的年代际变化特征着手，研究北大西洋海温异常影响ENSO事件活跃性的物理机制，并且进一步讨论PDO、北大西洋海温异常对ENSO事件活跃性年代际变化的不同影响。同时根据IPCC AR4 23个海气耦合模式中20世纪模拟试验的结果，首先评估这些模式对上世纪ENSO事件活跃性的模拟能力；然后利用模拟能力较好的1～2个模式进行敏感性试验，更深入的讨论PDO、北大西洋海温异常影响ENSO事件活跃性年代际变化的物理机制。这些工作，不仅对揭示全球气候系统的年代际变化具有重要的科学意义，并且还为ENSO短期气候预测提供了科学的理论依据。

年代际气候变化及其预测直接关系到国家在资源、环境及安全等方面的重大长期决策，而提高气候预测水平有赖于对气候变化机制的深入理解。本研究工作利用多种统计分析方法，通过分析客观测资料，通过揭示ENSO事件活跃性的年代际变化，发现北大西洋海温异常与ENSO事件的活跃性有紧密联系。夏季北大西洋海温与其5～13个月之后的热带中东太平洋海温存在着显著的负相关关系。这意味着当夏季的北大西洋海温偏冷时，在次年冬春季会出现El Niño事件。提出了北大西洋海温异常影响ENSO事件活跃性的遥影响机制：当夏季北大西洋海温出现冷异常时，绝热加热的变化，令热量通量从大气底层向上传播，这种异常扰动造成在北大西洋中低层大气中形成位势高度负异常，即气旋性异常环流；东太平洋/西俄（East Atlantic/West Russia）的遥相关型将北大西洋中低层大气扰动带到欧亚大陆，造成随后秋、冬季西伯利亚高压增强，加强了东亚冬季风。强的东亚冬季风利于热带西太平洋西风爆发，从而引起El Niño事件的爆发。数值模拟的结果也进一步验证了我们提出的这种遥影响机制。ENSO事件的活跃性还与PDO有关。此外在分析北大西洋海温对ENSO事件活跃性影响时，更进一步发现东亚高空急流变化对东亚和热带太平洋地区气候变化的重要作用。东亚高空急流，引起东亚地区局地径向环流的变化，不但能影响ENSO事件活跃性的变化，另外还对我国东部地区的气温和南海的热带气旋的生成都有重要影响。通过评估IPCC AR4模式对东亚高空急流和我国东部气温的年代际变化，发现能否模拟出东亚高空急流是我国东部地区气温年代际变化模拟成功与否的一个关键点，急流的模拟误差是引起我国东部气温模拟误差的一个重要的原因。在年代际尺度上，东亚高空急流强度强烈影响南海热带气旋的生成个数。东亚急流偏弱时，引起南海上空高层大气波活动量的辐散，令高层东风减弱，从而利于热带气旋的生成。这些研究成果，不仅为ENSO 短期气候预测提供了充分的科学理论依据，并且还加深了对我国气候变化的认识，丰富了副热带－热带间作用的理解。