撰稿：邢雯
審定：王春在
中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LTO）、全球海洋與氣候研究中心（GOCRC）以及廣東省海洋遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LORS）的王春在研究員研究團(tuán)隊(duì)，近期揭示了大西洋尼諾中部型（CAN）和東部型（EAN）對(duì)西非與南美夏季風(fēng)系統(tǒng)的不同影響及其作用機(jī)制。該研究成果發(fā)表在Nature子刊 npj Climate and Atmospheric Science上，第一作者是LTO的邢雯研究員，通訊作者為王春在研究員，參與研究的還包括LTO研究員張磊、博士后陳柏洋及博士生劉衡。
非洲西部以及南美洲地區(qū)降水受季風(fēng)系統(tǒng)的顯著調(diào)控，因此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)季風(fēng)降水變化對(duì)于當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、水資源管理和災(zāi)害預(yù)防具有重要意義。大西洋尼諾，即熱帶大西洋海表溫度異常增暖現(xiàn)象，顯著影響這些地區(qū)的季風(fēng)降水。此前的研究通常將大西洋尼諾視為一個(gè)統(tǒng)一現(xiàn)象。然而，最近的研究將大西洋尼諾劃分為中部型（CAN）和東部型（EAN）兩種類(lèi)型，分別對(duì)應(yīng)大西洋中部和東部的海溫增暖。這兩種類(lèi)型的大西洋尼諾對(duì)全球氣候系統(tǒng)的影響各不相同，特別是在西非和南美的季風(fēng)降水方面。
研究結(jié)果顯示，EAN顯著增強(qiáng)了西非的夏季風(fēng)降水，特別是在幾內(nèi)亞灣沿岸，EAN解釋了超過(guò)40%的降水變率。這一現(xiàn)象主要是由于東大西洋海溫變暖導(dǎo)致了強(qiáng)烈的水汽輻合（圖1a-b）。相比之下，CAN則對(duì)南美的夏季降水產(chǎn)生了更顯著的影響，表現(xiàn)為亞馬遜盆地降水減少和巴西東部降水增加的偶極型分布。這種降水分布與中部大西洋海溫升高引發(fā)的氣旋性環(huán)流密切相關(guān)，環(huán)流將更多的水汽從大西洋輸送至巴西東部，導(dǎo)致該地區(qū)降水增加，而亞馬遜盆地因水汽減少，降水受到抑制（圖1c-d）。
基于CAN和EAN對(duì)不同地區(qū)季風(fēng)降水的差異性影響，研究團(tuán)隊(duì)探討了區(qū)分這兩類(lèi)尼諾事件是否能夠提高季節(jié)降水預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明，使用EAN事件作為預(yù)測(cè)因子時(shí)，預(yù)測(cè)西非夏季降水的準(zhǔn)確性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的大西洋尼諾指數(shù)（圖2）。同樣，在預(yù)測(cè)巴西東部和亞馬遜盆地降水時(shí)，使用CAN事件的預(yù)測(cè)技巧也明顯提高。
該研究揭示了將大西洋尼諾現(xiàn)象細(xì)分為不同類(lèi)型有助于提高季風(fēng)降水的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，并為理解和預(yù)測(cè)熱帶大西洋區(qū)域氣候系統(tǒng)提供了新視角。
本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)的資助。
相關(guān)論文信息：Xing, W., Wang, C., Zhang, L., Chen, B. & Liu, H. (2024). Influences of Central and Eastern Atlantic Ni?o on the West African and South American summer monsoons. npj Clim. Atmos. Sci., 7, 214.
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41612-024-00762-7
圖1. 東部型（EAN）以及中部型（CAN）大西洋尼諾事件對(duì)應(yīng)的降水及環(huán)流異常結(jié)構(gòu)。（a-b）EAN指數(shù)與北半球夏季降水（a），SLP以及850hPa風(fēng)場(chǎng)（b）的回歸；（c-d）與（a-b）類(lèi)似，但為CAN指數(shù)與南半球夏季降水與環(huán)流的回歸。點(diǎn)狀陰影區(qū)域以及黑色矢量箭頭代表顯著性超過(guò)95%信度檢驗(yàn)。
圖2. 利用不同大西洋尼諾指數(shù)對(duì)西非及南美夏季降水預(yù)測(cè)技巧對(duì)比。（a）利用CAN指數(shù)（CANI，黃色）、EAN指數(shù)（EANI，桔色）以及傳統(tǒng)大西洋尼諾指數(shù)（ATL3，紫色）對(duì)非洲西部降水預(yù)測(cè)技巧對(duì)比。（b）、（c）與（a）類(lèi)似，但為巴西東部（b）以及亞馬遜地區(qū)（c）。
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