南太平洋涛动(South Pacific Oscillation, SPO)是南太平洋大气变率的主导模态,其在海平面气压场上表现为南北方向的偶极型振荡。过去多项研究指出,北半球夏季的SPO与接下来冬季ENSO之间存在显著的正相关关系,因此,夏季SPO常被视为ENSO发展的潜在“前兆信号”。
然而,大气科学学院张文君课题组近日的一项研究对这一传统认识提出了挑战。研究指出,ENSO发展年夏季出现的SPO信号,主要是由同期热带太平洋的海表温度异常所驱动,并非源于独立的大气内部过程。如图1所示,前期夏季伴随着SPO信号的ENSO年,早在SPO信号尚未出现的之前春季,热带太平洋区域就已经出现了显著的海温和对流异常,这暗示着夏季SPO可能是对热带海温的被动响应。为了验证这一猜想,使用逐月观测的热带太平洋海温作为外部强迫,驱动大气环流模式进行模拟实验。结果显示,模式很好地再现了夏季SPO与接下来冬季ENSO之间的超前关系(R=0.68),与观测结果(R=0.67)高度一致,验证了了夏季SPO很大部分是由ENSO相关热带海温异常所激发的响应。
此外,研究还发现:无论是在观测还是在CMIP6多模式历史模拟中,将SPO信号引入ENSO的持续性预测模型中,并未显著提升ENSO的预测能力。这表明,SPO信号并不提供额外的预测信息。研究成果为ENSO前兆因子的筛选具有重要的参考意义,为构建更稳健、可解释的ENSO预测模型提供了理论支撑。

图1. c) 前期夏季伴随着SPO信号的ENSO年(ENSO/SPO年)合成的赤道太平洋海洋热含量(阴影;℃)和海表温度(等值线;℃)异常;d) ENSO/SPO年合成的SPO指数异常;e) ENSO/SPO年合成的10m纬向风(阴影;m/s)和降水(等值线;mm/day)异常。 打点表示通过95%的显著性检验。

图2. a) 观测中Niño3.4指数回归的海平面气压异常;b) 同a),但为大气环流模式模拟的结果;c)观测和模式模拟的SPO散点图;d)观测的冬季Niño3.4指数和模式模拟的夏季SPO指数的散点图, 其中,红点和蓝点分别表示El Nino/+SPO 和La Nina/-SPO 年。
该成果在《Geophysical Research Letters》上发表:
参考文献
S. Hu, W. Zhang, F. Jiang. 2025: Understanding the relationship between South Pacific Oscillation and ENSO. Geophysical Research Letters, 52, e2024GL112781.