前人研究指出,ENSO的强度受到北大西洋多年代际振荡(AMO)的年代际调制,即AMO正位相时,热带中-西太平洋信风增强,赤道太平洋温跃层斜度加强,温跃层反馈减弱,进而使得ENSO的海温异常强度减弱;而AMO负位相时,ENSO的海温异常强度则会偏强。
我院硕士研究生赵驰宇和青年教师耿新博士,以及张文君教授和祁莉教授合作研究发现,AMO对ENSO强度的调制作用在海温和大气两方面存在显著的不匹配现象,主要体现在La Niña位相上,即相比于AMO负位相时,AMO正位相期间发生的La Niña事件海温异常强度较弱,但热带太平洋大气异常却更强(图1)。进一步研究指出,这种强度不匹配主要是由AMO对热带大气直接的年代际调制引起的。AMO海温异常能通过改变Walker环流引起热带太平洋大气异常,即AMO正(负)位相时,热带中太平洋信风增强(减弱)、降水减少(增强)(图2)。因此,当La Niña事件发生在AMO正位相时,两者造成的热带中太平洋低层东风和负降水异常同号叠加,从而产生了更强的大气异常。相反,当La Niña事件发生在AMO负位相时,由La Niña海温异常引起的大气异常被AMO相关的年代际信号部分抵消,从而使得大气异常强度较弱。基于CMIP6模式中AMIP模拟的结果也很好地印证了观测中的结论。此外,后续研究还发现,与热带太平洋类似,AMO不同位相下的La Niña事件伴随的热带印度洋大气响应的强度也与La Niña自身的海温强度不匹配,这也与AMO通过改变Walker环流对热带印度洋大气进行的直接年代际调制有关。
相关成果分别发表在《Journal of Climate》与《Frontiers in Earth Science》。
图1(a)AMO+/El Niño,(b)AMO-/El Niño,(c)AMO+/La Niña,(d)AMO-/La Niña 年冬季热带太平洋降水(阴影,单位:mm day-1)与850-hPa风场(矢量,单位:m s-1)异常合成。图中风和降水异常仅给出通过90%显著性检验区域。
图2(a)Niño-3.4指数和(b)AMO指数回归的热带太平洋850-hPa风场(矢量,单位:m s-1)和降水(阴影,单位:mm day-1)异常。图中风和降水异常仅给出通过90%显著性检验区域。
论文信息:
Zhao, C., X. Geng*, W. Zhang*, and L. Qi, 2022: Atlantic Multidecadal Oscillation modulates ENSO atmospheric anomaly amplitude in the tropical Pacific. Journal of Climate, 35, 3891–3903. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0603.1.
Zhao, C., X. Geng*, and L. Qi, 2022: Atlantic Multidecadal Oscillation modulates the relation of ENSO with the precipitation in the central-western Indian Ocean. Fronters in Earth Science, 10:866241. doi: 10.3389/feart.2022.866241.