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AR:现有太平洋经向模(PMM)指数的改进及不同时间尺度下PMM与ENSO的关系
作者:肖月 陶丽               发布时间:2024/04/03 17:12:39       浏览量:

太平洋经向模(PMM)作为太平洋最主要的海气耦合模态之一,对ENSO的形成和发展具有重要影响。过去,学者们大多采用Chiang and Vimont(2004)定义的PMM指数来研究二者之间的关系,然而,最近研究表明,该指数涵盖了热带地区海温变率(图1),因此不适用于研究PMM与ENSO之间的关系,这促使我们重新审视PMM指数的定义。此外,PMM包含了年际与年代际变化,但过去的研究大多集中在年际尺度上,对于年代际尺度上二者关系的研究相对较少。研究表明,太平洋地区类似El Niño的年代际海温模态是PMM与ENSO共同作用的结果,因此,探究二者在年代际尺度上的关系具有重要意义。近期,我院陶丽教授和硕士研究生肖月等针对以上问题展开了系统地研究,揭示了不同时间尺度下PMM与ENSO之间的关系,相关成果发表在《Atmospheric Research》上。

本研究对前人定义的PMM指数进行了改进,重新定义了不受热带地区海温信号干扰的PMM指数(图1),结果表明:(1)相比于PMM的正位相阶段,PMM在负位相时与热带地区的冷海温异常呈现出更强的相关性,具体表现为CP La Niña事件往往会引发负PMM事件,而负PMM事件又有可能会触发CP La Niña事件。(2)在年际尺度上,PMM主要是受热带外大气随机变率的影响,与ENSO的相关性较弱。(3)在年代际尺度上,PMM与热带地区的海温和纬向风场表现出强烈地因果关系,PMM可能是通过纬向风场向热带地区注入低频方差,进而影响到赤道中太平洋地区的海温。综合上述研究发现,得出结论:PMM形成后可能通过热带地区纬向风场向热带地区注入年代际信号,从而形成了类似La Niña,而非El Niño的太平洋年代际海温模态。

论文信息

Li Tao*, Yue Xiao, Jiuwei Zhao. 2024. Relationship between the Pacific meridional mode and El Niño–Southern Oscillation on different timescales. Atmospheric Research. 302, 107309. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107309

1 1950-2022年(aChiang and Vimont2004)定义的PMM指数(cRichter et al.2022)定义的PMM指数(eRichter et al.2022)定义方法中第二模态SST系数(g)本文定义的PMM指数与SST(阴影;单位:°C;仅给出通过0.05置信度水平)、10米风场(箭矢;单位:m/s;仅给出通过0.05置信度水平)的线性回归分布,(b)(d)(f)和(h)是对应指数的功率谱分布,红色虚线、黑色点线和黑色点虚线分别表示红噪声检验、0.10.05的置信度水平,数字表示显著的周期。

图2 PMM指数和SST的超前滞后信息流分析。(a1-a6)1950-2022年超前SST场对未滤波PMM指数的信息流,(b1-b6)1950-2022年未滤波PMM指数对滞后SST场的信息流,(c1-c6)1955-2017年超前SST场对年际PMM指数的信息流,(d1-d6)1955-2017年年际PMM指数对滞后SST场的信息流。阴影仅给出通过α=0.05 置信度水平的部分。