厄尔尼诺多样性的蓝图

本周，一个由国际气候科学家组成的研究小组在《自然》杂志上发表了一项新的研究，将导致厄尔尼诺现象的关键机制分离出来。研究小组发现，厄尔尼诺和拉尼娜事件的复杂性和不规则性可以追溯到两种大气-海洋耦合振荡的共存，它们具有不同的空间特征和不同的频率。

“我们的研究显示，在厄尔尼诺现象看似混乱和不可预测的情况下，存在着一种隐藏的结构，”位于Pusan National University的IBS气候物理中心(ICCP)主任Axel Timmermann说，他也是这项研究的主要作者。

厄尔尼诺现象的特点是赤道太平洋中部到东部的异常变暖，这种变暖可以持续一年。许多事件随后转变为拉尼娜(寒冷)状态，通常持续1-2年。厄尔尼诺现象往往在北半球冬季达到顶峰，在厄瓜多尔和秘鲁等国家，厄尔尼诺现象通常会导致东南亚和西太平洋热带地区的干旱，同时增加东太平洋海岸附近的降雨量。厄尔尼诺的“涟漪效应”不仅存在于大气中，也存在于洋流、生态系统、自然灾害的发生、全球市场和国家经济中。

气候科学家早就认识到，并非每一次厄尔尼诺现象都是相似的。有些是弱的，有些是强的。有些发生在太平洋中部，有些发生在东部。这些差异将决定哪些地区将受到极端气候的影响，哪些地区将幸免。准确地预测厄尔尼诺现象需要对其多样性有更深入的了解，或者像一些科学家所说的那样——它的“口味”。

为了阐明厄尔尼诺多样性的起源，来自11个国家的40名气候科学家去年10月在韩国釜山国立大学和IBS气候物理中心会面。通过分析大量的气候观测和计算机模型模拟，研究小组揭示了厄尔尼诺反复无常的行为背后的机理。当上热带太平洋储存更多的热量时，厄尔尼诺现象往往在东太平洋和北方冬季达到顶峰，而较冷的上海洋系统则更容易导致中太平洋厄尔尼诺现象的发展，其季节性耦合较弱。

通过对不同温度、风和洋流结构的厄尔尼诺计算机模型模拟，研究小组发现东太平洋厄尔尼诺事件的特征是回归时间为3-7年，而中太平洋事件平均每2-3年就会发生一次。这些模式的不同特征是由大气和海洋相互作用的强烈程度决定的。然而，在观察中，共同存在的东太平洋和中太平洋暖/冷波动远非周期性的。热带太平洋气候系统需要额外的刺激，无论是通过随机的天气事件，还是通过由印度洋和大西洋的温度变化引起的大气环流变化。这些相互作用是厄尔尼诺现象的一个重要来源，并限制了热带太平洋气候异常的预测。

“最后，我们可以把观测到的最强大的自然气候引擎的复杂性归结为基础数学方程的两个振荡状态的共同存在，”美国Hawai'i大学的大气科学教授、这项研究的合著者Fei-Fei Jin说。

“更全面的气候建模研究进行了一个更现实的设置和测试我们的新思想来决定我们是否可以在我们的全球变暖,厄尔尼诺现象的变化特征”描述Jeongseong Kug,协调该研究的主要作者之一,浦项市科学技术大学教授,韩国。