厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是年际气候变率的主要驱动因子,对全球气候都有显著的影响。由于初始误差的敏感性和随机大气扰动,ENSO的预测始终是一个研究挑战,尤其是对其强度和位相转变的预测。热带气旋是全球范围内影响最为严重的天气尺度系统,有超过30%的热带气旋发生在西北太平洋地区,给沿岸的人类活动带来巨大的影响。大量的研究已经表明,ENSO对热带气旋的活动具有调节作用,在El Niño发展年中,热带气旋更倾向于在西北太平洋的东南象限生成。然而反过来,对于热带气旋的活动是否能够对ENSO强度产生影响,还未曾被研究。2019年8月22日,国际著名期刊《自然·通讯》(Nature Communications)在线发表了题为《热带气旋活动增强厄尔尼诺》(Tropical cyclones act to intensify El Niño)的文章。该研究表明,西北太平洋(10°−20°N,135°−170°E)的热带气旋能够通过累积气旋能量的方式,对随后ENSO事件的发展产生影响。而在经验预报模型中添加热带气旋的作用,也显著提高了模型对ENSO的预报技巧。
通过对观测和耦合模式数据的分析,该研究发现西北太平洋的累积气旋能量指数的变率超前于Niño-3.4指数三个月,7-9月的西北太平洋热带气旋活动能够显著增强10-12月的El Niño事件。西北太平洋热带气旋活动能够在0°−10°N的热带中-西太平洋区域强迫产生异常的西风,从而减弱了Walker环流的强度,同时也能在热带西太平洋区产生类似于Hadley环流的强迫。
另外,热带气旋活动能够造成西太平洋地区温跃层的变浅,产生向东传播的Kelvin波,进而导致赤道太平洋地区东西温度梯度的减小。这些作用最终导致了El Niño事件的增强,而同样的作用效果将导致La Niña事件的减弱。
同时,该研究利用累积气旋能量指数和Niño-3.4构造了新的经验预报模型,该模型对于7-12月ENSO强度的模拟效果也显著的优于目前的动力模式以及统计模式。
摘自:青岛海洋科学与技术试点国家实验室《全球海洋科技发展动态2019年第十期》胡慧琴 编译