热带太平洋是地球气候系统的关键区域，其中活跃的海气相互作用衍生出一系列不同特征时间尺度的气候变率，对全球的天气、气候乃至人类社会活动均具有十分重要的影响。在年际尺度上，对厄尔尼诺与南方涛动（El Niño-Southern Oscillation，ENSO）现象的认识和理解，为短期气候预测业务奠定了坚实的物理基础。然而，同作为热带太平洋变率重要组成部分的年代际分量，其关键时空特征及主导物理过程到目前为止尚未得到清晰的认识，这不利于多年际气候的准确预估。

大气科学学院张文君教授和博士研究生刘超，并联合美国夏威夷大学多位学者的最新研究成果指出：热带太平洋除了广为熟知的ENSO信号外，还存在一个特征周期在10年左右的变率。该变率占海温异常约15-25%的方差，是热带太平洋年代际尺度上最主要的分量。从位相演变上，该变率主要起源于赤道且同期相关的海气分布特征与中部型ENSO或太平洋经向模态（Pacific Meridional Mode，PMM）高度相似。然而在转相阶段，准十年变率在整个热带太平洋几乎没有明显的海洋动力记忆信号，这一点与具有周期振荡本质的ENSO截然不同（图1）。进一步分析发现，强El Niño事件激发的赤道中太平洋非线性动力冷却作用是热带太平洋准十年变率的重要前兆信号，其可以进一步被热带大尺度的海气反馈过程放大并最终演化为类中部型ENSO的空间结构。特别地，在1970-2018年这一准十年变率较强的时段里，强El Niño事件大约每隔10年发生一次，且发生时间基本对应准十年变率位相由正转负的时间节点，是其特征周期物理归因的重要依据。该研究深化了对太平洋年代际变率机理的认识，并为相关领域的研究提供了新的见解和思路，相关成果已收录在地球物理学领域的国际顶级期刊《Geophysical Research Letters》。

图1 热带太平洋准十年变率的典型位相演变特征，填色为海表及赤道次表层垂直剖面的温度异常，等值线为海表高度异常

论文信息：

Liu, C., Zhang, W., Jin, F. F., Stuecker, M. F., & Geng, L. (2022). Equatorial Origin of the Observed Tropical Pacific Quasi‐decadal Variability from ENSO Nonlinearity. Geophysical Research Letters, e2022GL097903.