El Niño-Southern Oscillation（ENSO）一直被认为是副热带降水的主要驱动力和重要预测因子。然而许多观测事实表明，ENSO与副热带降水的关系并不长期可靠。同时，即便ENSO自身变率能够被“完美”预测，利用ENSO预测副热带降水的技巧仍旧较低。副热带区域性降水与ENSO的关系究竟如何？是否存在变化？如果发生变化，副热带区域性降水的最直接驱动力又是什么，其物理机制如何？这是气候动力学领域的重要科学问题，也是短期气候预测的实际业务需求。

我院青年教师朱志伟，气候动力学研究中心李天明教授研究发现北美夏季降水和ENSO的关系在1990年初期发生显著变化（Zhu and Li 2016, JC）：90年代之前北美降水与ENSO存在显著关系，90年代之后关系骤降。可是，北美夏季降水与东亚副热带季风降水关系却一直显著且稳定存在。数值模拟证实北美夏季降水和东亚副热带降水的显著相关是由对流层高层西风急流波导作用导致的。东亚副热带降水能够扰动副热带西风急流从而在下游激发罗斯贝波列，影响北美夏季降水。对应冬季影响北美的PNA遥相关（Pacific North-America teleconnection），此夏季影响北美的罗斯贝波列被命令为ANA遥相关(Asia North-America teleconnection)。通过ANA遥相关，东亚副热带降水变率的增强及其位置的北移共同导致了北美夏季降水变率的增强（图1），而北美降水变率的变化无法用ENSO变率来解释（Zhu and Li 2018, CD）。

图1（a）标准化的北美降水偶极型指数（红色）和东亚副热带降水指数（紫色）及它们平方的9年滑动平均（红色阴影和紫色虚线，右侧坐标），（b）东亚107-165°E平均的降水（左侧为气候态降水，空心圆的降水极值分别对应东亚副热带季风降水和西北太平洋热带季风降水；右侧阴影为9年滑动平均的降水异常演变图，红色实线和虚线分别代表逐年的西风急流轴和急流边缘的纬度）。

此外，整个澳洲夏季降水与ENSO的关系在1980年代中期也显著减弱（Zhu 2018, JC）。此关系的减弱主要是La Niña与澳洲降水关系减弱所导致的。一方面，中东太平洋的海温异常一直作“折返跑”，而印度洋海温异常表现为“有去无回”的增温趋势。印度洋的增温导致海洋性大陆对流增强，破坏了La Niña型海温对澳洲夏季降水的影响，使得两者的关系减弱（图2）。

图2 ENSO与澳洲夏季降水主模态相关关系减弱的机理示意图 (a) 解释为何在整个研究时段El Niño与澳洲夏季降水无显著统计关系 (b) 解释为何在1980年代中期前La Niña与澳洲夏季降水关系显著（c）解释为何在1980年代中期后La Niña与澳洲夏季降水关系减弱。红（蓝）色阴影分别代表降水潜热加热（冷却）。带箭头红（蓝）色圈代表对流层低层气旋（反气旋），虚线部分代表观测中不可见部分。 

以上研究证实，直接用ENSO预测副热带降水是不可靠的。应该重点关注激发影响副热带降水遥相关的大气加热信号，寻找影响大气加热的前期持续预兆才是改进副热带降水预测的关键。以上成果先后发表于《Journal of Climate》和《Climate Dynamics》。 

相关文章：

Zhu, Z., T. Li, 2018: Amplified contiguous United States summer rainfall variability induced by East Asian monsoon interdecadal change. Clim. Dyn., 50(9-10), 3523-3536. doi:10.1007/s00382-017-3821-8.

Zhu, Z., T. Li, 2016: A new paradigm for continental U.S. summer rainfall variability: Asia–North America teleconnection. J. Climate, 29(20), 7313-7327. doi:10.1175/JCLI-D-16-0137.1.

Zhu, Z., 2018: Breakdown of the relationship between Australian summer rainfall and ENSO caused by tropical Indian Ocean SST warming. J. Climate, 31(6), 2321-2336. doi:10.1175/JCLI-D-17-0132.1.