研究ENSO对火山的响应,对于理解自然强迫引起的气候变率而言至关重要。近年来,大量研究表明,火山喷发会对ENSO的发生发展产生影响,但是不同的研究结果之间存在一定的争议。
近日,我院刘飞教授等依据过去千年的重建ENSO指数以及CESM模式资料,首次探索了不同的火山类型和初始的海洋条件对ENSO的综合影响,完善了ENSO对火山响应的发展演变。根据这项工作的重建资料结果发现,在初始海洋条件不是强厄尔尼诺的前提下,我们能够预测北半球火山喷发后的第二个冬季(79%概率)的厄尔尼诺现象,和热带火山喷发后的第一个冬季(81%概率)的厄尔尼诺现象(图1)。否则,当初始条件是强的厄尔尼诺时,所有类型的火山,喷发后的第一个冬季均没有显著的厄尔尼诺出现。而且,只有较强的火山喷发才会得到这一结论。通过对重建资料的分析,为评估模型在火山和ENSO的关系方面的表现提供了参考价值。在过去千年的模式模拟中,也验证了重建资料不同初始条件的一部分结论。不过,研究中发现,热带火山喷发之后的第一年冬季,重建和模式之间的ENSO反馈存在不一致的结果,可能是模式高估了火山喷发之后平流层气溶胶对地表的冷却作用,需要在VolMIP中特别关注。2018/2019的东太海温暖异常则和2018年Fuego和Krakatau火山喷发没有关系,因为其硫酸盐没能够喷发到平流层。

图1. 在1100年重建ENSO指数中,不同类型的火山喷发(北半球 a, b; 热带 c, d; 南半球 e, f)和初始海洋条件(Year -1)下在喷发后第一年(Year 0)和第二年(Year 1)的ENSO响应。
Liu, F., Xing, C., Sun, L., Wang, B., Chen, D., & Liu, J. (2018). How do tropical, Northern Hemispheric, and Southern Hemispheric volcanic eruptions affect ENSO under different initial ocean conditions? Geophysical Research Letters, 45, 13,041–13,049. https://doi.org/10.1029/2018GL080315