近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）/ 全球海洋和气候研究中心(GOCRC) 研究员王春在团队针对东太平洋（EP）厄尔尼诺激发负位相太平洋经向模态（PMM）机制的适用性提出了新的观点。研究成果以博士后范汉杰为第一作者、王春在为通讯作者发表在国际期刊Journal of Climate上。
PMM是太平洋最为强盛的热带外海气活动之一，与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）之间存在密切的相互作用。前人提出了ENSO影响PMM的两个机制：1.中太平洋（CP）ENSO能够激发同位相的PMM；2.EP厄尔尼诺能在强度足够大的情况下激发负位相的PMM。前人工作强调机制2只适用于1982/83和1997/98两次超强的EP厄尔尼诺，并且PMM指数也确实在1983和1998年春季达到了最大的两次负值（图1a）。然而，实际上1983和1998年春季，副热带太平洋上的海温异常（SSTA）是微弱的负值甚至是正值（图1b和c），与PMM指数的高负值显然不符。
为了理解这一看似矛盾的结果，本研究将ENSO影响PMM的两个机制进行了物理过程的对比诊断以检验各自的适用性。结果表明，CP ENSO激发的大气响应刚好能够配合风-蒸发-海温（WES）反馈引起同位相的PMM活动。另一方面，虽然EP厄尔尼诺中心区的SSTA独自发生时有助于激发负位相的PMM，但EP厄尔尼诺的SSTA横跨经度较宽，可以延伸至CP区域，整体引起的大气响应并不能很好地配合WES反馈进而激发负PMM活动。以上物理机制诊断解释了两次超强EP厄尔尼诺期间副热带SSTA微弱的原因，但不能解释当年PMM指数的高负值。
为此，本研究进一步采用了指数投影拆解的方法，对PMM指数强度进行了贡献量化分析。结果表明，大多数的PMM指数高值是由副热带的SSTA引起，而1982/83和1997/98期间PMM指数的高负值却是由EP区域强盛的增暖投影至PMM模态在赤道上的负值中心所引起的，与一般情况不同（图2）。进一步采用CMIP6模式分析同样获得了以上的结果。
本研究结果澄清了前人提出的EP厄尔尼诺能够激发负PMM的偏差理解，有助于更加准确地认识太平洋热带-热带外的相互作用。另外，本研究表明类似经验正交分解和最大协方差分析等方法虽然有助于识别气候模态，但这些方法得到的指数用于模态强度表征时可能包含虚假信息，在研究过程中需要谨慎对待。
本研究得到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划项目和博士后创新人才支持计划等共同资助。
相关论文信息：
Fan, H., S. Yang, C. Wang, and S. Lin, 2023: Revisiting the impacts of tropical Pacific SST anomalies on the Pacific Meridional Mode during the decay of strong eastern Pacific El Nio events. J. Climate.
原文链接：
https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0342.1
图1. (a) PMM指数逐月时间序列，虚线指示1983和1998年的春季。(b) 1983年和 (c) 1998年春季的海温异常空间分布。
图2. (a) PMM指数和空间投影方法得到的PMM投影指数，相关性为0.98。(b) 和 (c) 为利用空间投影方法拆解得到的副热带太平洋（蓝色）和热带太平洋（红色）的SSTA对PMM指数强度的贡献，(b) 是未滤除冷舌指数信号的结果，(c) 是滤除后的结果。
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