太平洋-日本（PJ）遥相关是东亚-西北太平洋夏季最主要大气模态之一，对该地区天气和气候有主导性影响。驱动PJ遥相关年际变率的海洋强迫不稳定给准确预测夏季东亚天气气候带来巨大困难。长期以来，印度洋洋盆一致模（IOBM）作为ENSO衰减年在夏季影响东亚气候的接力棒，被认为在PJ遥相关的形成和发展中起重要作用。那么，IOBM对PJ遥相关的影响是否稳定？如果不稳定，是何种原因导致了这种海温驱动的变化或转移？针对这些问题的科学回答，对进一步理解PJ遥相关的形成、寻找其可预测性来源，从而提升其季节预测技巧有重要意义。
我院朱志伟教授课题组针对以上问题的最新研究揭示：（1）在近44年内（1979-2022）IOBM与PJ遥相关的关系不稳定，经STARS方法突变检验，二者的关联在2006年发生了显著的年代际减弱（图1a-b）。而鉴于PJ遥相关是由两个不同的经向环流异常组成，有必要对构成PJ遥相关南部的西北太平洋反气旋异常（PJ_A）和北部的东北亚气旋异常（PJ_C）开展单独讨论。PJ_A只能解释56%的PJ_C的总方差，证实两者可能有不同的海温驱动来源；（2）PJ遥相关与IOBM相关性的减弱主要是由PJ_C与IOBM相关性减弱导致（图1c）。2006年前，PJ_C主要受IOBM影响，IOBM引发的局地正降水异常通过东传开尔文波激发PJ_A，而进一步导致北传Rossby波，激发PJ_C的形成（图2a）。而2006年后，PJ_C的影响因子由IOBM转移至热带中东太平洋（CEP）海温正异常，CEP增暖诱发的中太平洋降水正异常，通过Gill响应在菲律宾附近高层形成反气旋异常，该反气旋作为Rossby波源波能向北频散，导致PJ_C的形成（图2b）；（3）PJ遥相关海温驱动的洋盆转移与ENSO周期的年代际缩短有关。ENSO周期缩短导致夏季印度洋无法完成“充电”，IOBM不能充分形成，削弱的IOBM“电容器效应”导致PJ_C与IOBM关联性减弱。同时，ENSO位相的提前反转导致太平洋海温异常提前显现，进而增强了CEP海温与PJ_C的关联。因此，ENSO周期在2006年附近的年代际缩短导致了PJ遥相关的海温驱动在2006年前后发生了由印度洋向太平洋的年代际洋盆转移。
该研究受到国家自然科学基金（42175033）资助，目前已在Climate Dynamics在线发表。
图1. （a）PJ遥相关与IOBM的11年（实线）和13年（虚线）滑动相关及其（b）STARS（sequential t-test analysis of regime shifts）突变检验，（c）PC遥相关的北部气旋异常（红色）和南部反气旋异常（蓝色）与IOBM的11年（实线）和13年（虚线）滑动相关。
图2. PJ遥相关海温驱动年代际洋盆转移的机理示意图。（a）为1979-2005年E1阶段，（b）为2006-2020年E2阶段。红色阴影表示海温正异常，绿色箭头表示对流正异常。A/C字母表示反气旋/气旋异常的中心位置
文章信息：
Sun, Y., Zhu, Z., Yang, Y. Lu, R. 2024: Decadal change in the connection between the Pacific–Japan pattern and the Indian Ocean SST basin mode. Clim Dyn., doi: https://doi.org/10.1007/s00382-024-07132-2.
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