大西洋尼诺（Atlantic Niño）是热带大西洋气候系统年际变化的主要模态，能够显著影响周边区域的天气和气候状况。大西洋尼诺表现为赤道大西洋中部和东部海域的海温异常，过去的研究发现其动力学过程与太平洋ENSO相似。然而，大西洋尼诺事件通常在夏季达到成熟阶段（图1），而ENSO事件多在冬季成熟，两者的季节性特征不同。这种季节性差异表明，控制赤道大西洋海温季节性的动力学过程可能与太平洋ENSO不同，因此进一步研究其动力学机制显得尤为必要。
图1 赤道大西洋海温异常空间与时间特征。（a）与海温EOF1相关的海温（填色）、风场（矢量）与温跃层场（等值线）异常；（b）大西洋尼诺事件的时间演变合成；（c）赤道大西洋海温异常指数ATL3的时间序列及正负相位事件峰值。
近期，大气科学学院的陈汉卿教授与本科生蔡镇宇等人针对赤道大西洋海温的季节性变化展开了深入研究，并构建了扩展型充放电振子理论模型。该模型结合了大西洋海气相互作用及太平洋ENSO的遥相关影响，用于诊断和分析赤道大西洋海温季节性变化的控制机理，并揭示气候模式中的偏差。研究表明，充放电振子理论模型能够准确捕捉赤道大西洋海温的季节性特征（图2），并发现这一季节性变化主要由海温增长率的季节性调控所主导。相比之下，赤道大西洋温跃层的作用以及ENSO的遥相关效应对海温季节性变化的影响较为有限。
图2 赤道大西洋海温的峰值相位直方图，分别对应：（a）RO-T，（b）RO-RA，（c）RO-FA1，和（d）RO-λA1模拟。红色曲线表示去均值后的海温增长率、相位转变率和ENSO影响系数，年均值显示在右侧y轴上。
尽管大多数气候模式能够模拟出赤道大西洋海温的夏季峰值倾向，但其季节偏好强度明显弱于观测结果（图3、图4）。这种偏差主要源于气候模式中海温增长率的年均值较低和年循环振幅较弱（图4）。
图3 （a）气候模式及其（b）RO模拟的赤道大西洋海温的峰值相位直方图的集合平均。下方显示不同峰值月份的模式百分比，观测的峰值月份以红色三角形标记。
图4 气候模式分布箱形图，分别对应：（a）赤道大西洋海温季节性偏好强度，（b）参数的年均值，以及（c）参数的季节循环振幅。红色圆圈及垂直线表示观测值的分布。
本研究从理论模型的角度深入探讨了赤道大西洋海温季节性的动力学过程，并揭示了气候模式模拟中的偏差。这为理解赤道大西洋海温的演变提供了基础，也为改进气候模式的模拟提供了重要依据。相关研究已正式发表在知名期刊《Climate Dynamics》（https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07535-1）。
文章信息：
Cai, Z., Chen, HC.*, Ge, W., & Jiang, L. (2025). Exploring the seasonal characteristics of the equatorial Atlantic SSTA: insights from an extended recharge-discharge oscillator framework. Climate Dynamics, 63(1), 1-16.