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npj CAS:三重拉尼娜事件的预测新突破:解析驱动机制,提升预测能力
作者:陈汉卿               发布时间:2025/04/27 13:09:21       浏览量:

近年来,赤道太平洋连续三年出现冷海温异常,这一现象被称为“三重拉尼娜”事件。尽管它在观测史上极为罕见,却在短短二十余年内出现两次(1998–2001年、2020–2023年),引发科学界广泛关注。近日,南京信息工程大学陈汉卿教授与台湾大学曾于恒教授团队合作,围绕这两次三重拉尼娜事件的成因与预测难点,开展深入研究,成果发表于《npj Climate and Atmospheric Science》期刊。

三重拉尼娜事件不仅罕见,更难以预测。以2020–2023年为例,国际上大多数ENSO预测模式在2021年春季均未能准确捕捉到第二年拉尼娜将持续发展的信号(图1)。相比之下,陈汉卿教授团队基于动力过程构建的统计预测模型(NTU CODA)成功预报了2021/2022年拉尼娜事件的延续,成为少数实现准确预警的模型之一。这一结果表明,该模型对多年拉尼娜事件的预测具有较好的适用性。

图1. 2021–2022年春季ENSO预测模式对第二、三年拉尼娜事件的预测结果对比,资料由IRI提供(https://iri.columbia.edu/ENSO

在此基础上,进一步利用该模型系统分析了1998–2001年与2020–2023年两次三重拉尼娜事件的演变过程,揭示了其驱动机制的显著差异:

1998–2001年事件发生于1997/1998年强厄尔尼诺之后,显著的海洋热含量“放电”过程在赤道太平洋形成可持续三年的负热含量异常,为拉尼娜持续发展提供了关键支撑;

2020–2023年事件则未表现出明显的负热含量异常,其冷海温的持续主要受到南太平洋热带外大气强迫的驱动,激发了持续的赤道东风异常,维持了热带海气耦合,并延续至第三年。

研究表明,当传统的热带机制不足以解释拉尼娜事件的持续性时,纳入热带外强迫信号,特别是副热带环流与海气相互作用的影响,有助于显著提升预测的准确性(图2)。

图2. 不同预测因子对1998–2001年和2020–2023年事件的预报结果对比。其中表示同时考虑热带和热带外太平洋过程的结果,表示只考虑热带过程的结果。

在全球变暖背景下,热带外过程的重要性正日益增强。基于预测视角,本研究揭示了两次三重拉尼娜事件在驱动机制上的根本差异,强调在面对未来更多非典型ENSO事件时,应将热带与热带外的多源因子纳入统一框架加以考虑。相关成果不仅为ENSO预测能力的提升提供了理论依据和技术路径,也为理解和应对可能频发的极端气候事件奠定了科学基础。

论文信息

Chen, H.-C.*, Y.-H. Tseng*, J.-H. Huang, P.-H. Juang, 2025: Understanding the Driving Mechanisms behind Triple-Dip La Niñas: Insights from the Prediction Perspective, npj Clim. Atmos. Sci., doi: 10.1038/s41612-025-01004-0 (https://www.nature.com/articles/s41612-025-01004-0)