ENSO作为热带海气系统中年际尺度上最强的信号，对全球气候都有着深远的影响。不同强度的ENSO气候影响不同，例如超强El Niño会引起我国长江中下游地区汛期大范围洪涝，而一次中等强度的El Niño则较少导致极端灾害性事件的发生，因此准确预测ENSO事件发生与否和强度大小对于全球各地的防灾减灾都有着重要的科学价值和指导意义。当前国际主流气候模式在6个月的预报时效已有较高的ENSO位相预测水平，但对于其强度的精准预测仍面临着巨大的挑战（图1）。

大气科学学院张文君教授课题组的研究基于冷暖非对称的海气前兆信号，建立了一套有效的ENSO强度预测模型。研究首先明确了西风事件（WWE）/东风事件(EWS)累积能量和海洋充放电过程在ENSO成熟期强度精确预测中的重要作用，进一步研究发现这两个关键海气前兆信号在El Niño和La Niña事件中表现出显著的非对称时空特征。El Niño成熟期强度几乎线性依赖于上一年12月至5月赤道东太平洋（140°–170°W）累积西风事件和2月赤道西太平洋（130°–160°W）的次表层热容量；而La Niña成熟期强度则与前一年11月至4月赤道西太平洋（120°–150°E）的累积东风事件和2月赤道中西太平洋（130°E–130°W）大范围海洋放电过程密切相关。综合考虑前期非对称的海洋充放电状态（）以及累积东西风强度（），我们构建了一套有效的ENSO成熟期强度预测模型。如图2所示,该模型能准确地预测ENSO强度，对于El Niño和La Niña事件成熟期强度的解释方差均接近90%，均方根误差（RMSE）小。此外，模型稳定性好，在实际预测应用中可以在正确的位相预测基础上提供更精准的强度预测。

研究强调由于El Niño和La Niña事件本身的动力学特征差异，在利用统计模型进行ENSO强度预测时，基于线性的框架中无法很好地预测出El Niño和La Niña的强度。当考虑到ENSO冷暖位相中关键物理过程的不同时空特征，并基于非对称的海气前兆信号构建统计模型，则可以有效预测ENSO成熟期强度，为ENSO精确预报带来了希望。

图1 (a)观测中ENSO年冬季（NDJ）海表温度异常（单位：℃）的空间分布；(b) CFSv2提前6个月预测的海温异常与观测之间的均方根误差（RMSE；单位：℃）空间分布；(c) 观测与CFSv2提前6个月预测的Niño3.4NDJ（单位：℃）之间的散点图。其中红点表示El Niño年，蓝点表示La Niña年，灰点表示正常年。(c)图给出了所有年预测的解释方差（R2）以及El Niño和La Niña年的预测与观测之间的均方根误差。

图2 (a) El Niño和(b) La Niña事件预测和观测Niño3.4NDJ（单位：℃）的散点图。

论文信息：

Xuan Z, Zhang W, Jiang F, Jin F-F. (2022) Effective ENSO Amplitude Forecasts Based on Oceanic and Atmospheric Preconditions. Journal of Climate, 35(11), 3279-3291. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0383.1