大气所发现冬季成熟的ENSO事件可滞后影响次年冬季的平流层环流

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已有的研究表明,ENSO海温可通过调制热带外对流层环流异常,显著影响热带外行星波活动的上传,从而造成热带外平流层极涡在El Niño/La Niña 冬季异常偏弱/偏强、极夜急流也异常偏弱/偏强。 在ENSO衰减年的春到夏季,ENSO可对中低纬度的对流层环流产生显著的滞后影响,从而使得ENSO可显著地调制其衰减年的全球和区域气候异常。然而,关于ENSO在平流层是否存在滞后效应,我们尚不清楚。

近年来,中国科学院大气物理研究所研究员任荣彩和博士饶建(现为南京信息工程大学讲师)等,基于多套海温和再分析资料,并利用CMIP5模式的长期积分结果以及数值敏感性试验结果,多方面证明了ENSO在平流层滞后效应的存在。他们发现,除了那些在ENSO衰减年7-9月份即趋于转向的快速衰减事件,大部分ENSO事件在平流层的显著效应不仅出现在ENSO事件成熟的当年冬季,而且在随后的次年冬季也很显著。具体地,尽管在ENSO峰值之后的春到夏季ENSO强度已经开始衰减,但由于热带印度洋和大西洋海温对ENSO海温的响应,热带SST强迫趋于纬向均匀,此时从对流层到平流层的中纬度地区,会出现同样趋于纬向均匀的温度异常信号。到次年的冬季,热带外平流层行星波活动的增加,会造成异常强的极区内外经向质量和热量交换,从而可导致ENSO次年冬季平流层极涡的显著异常(见图)。他们指出,ENSO在其衰减年对热带海洋及中低纬度大气所存在的滞后影响,是ENSO异常得以影响到次年冬季平流层的关键。该项成果2012年和2016年两次在美国《气候动力学》(Climate Dynamics)期刊发表。

论文信息:

Ren R-C., J Rao, G .X. Wu and M. Cai, 2017: Tracking the delayed response of the northern winter stratosphere to ENSO using multi reanalyses and model simulations, Climate Dynamics, 48(9), 2859-2879, DOI: 10.1007/s00382-016-3238-9.

Ren, R.-C., M. Cai, C. Xiang and G. Wu, 2012: Observational evidence of the delayed response of stratospheric polar vortex variability to ENSO SST anomalies. Climate Dyn. , 38(7), 1345-1358, DOI: 10.1007/s00382-011-1137-7.

大气所发现冬季成熟的ENSO事件可滞后影响次年冬季的平流层环流

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责任编辑: 范琪