《次表层海洋波动引发厄尔尼诺和拉尼娜之间的转换,可能受月球潮汐力驱动》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2019-09-23
  • ENSO 作为全球 SST 异常的主分量,具有气候系统 3-6 年的震荡周期,并解释了总方差的

    18%。ENSO 对全球温度、降水、干旱、热带气旋、风暴潮和其他极端事件有重要的调节作用, 并对全球变暖的预测起到重要影响。然而对 ENSO 的预测是大气科学中最困难的问题之一,而 长久未解决的一个问题就是什么导致了厄尔尼诺和拉尼娜之间的转换。大多数有关 ENSO 预测 的模式不能预测两者之间的转换,主要是因为他们的预测至少需要 12 个月的超前时间,而 ENSO 的预测只限制在 6-9 个月的预测。另外,统计 ENSO 模式使用了预测变量,包括海表温 度、海表压强和海表高度。而在厄尔尼诺和拉尼娜之间的转换期,这些变量是非常小的,不能 对长期 ENSO 的预测起到很好指示作用。

    通过分析 UKMO 次表层温度和 Nino 3.4 SST 的滞 后相关可以得出,在拉尼娜状态下,西太平洋次表层海 洋波动沿着温跃层(气候态 23.5℃等温度线)向中太平 洋和东太平洋传播,西太表层暖异常开始逐渐消失,经 过约 20 个月后,中东太平洋触发暖的海表温度异常, 随后完成向厄尔尼诺的转换。同理,在厄尔尼诺全盛期,

    冷的次表层海洋波动沿着温跃层从西太平洋向东传播运动到中东太平洋,完成向拉尼娜的转换。 那么是什么驱动了次表层海洋波动呢?首先海洋波动分为三种:自由海洋波动、自由海洋

    -大气耦合波动、强迫海洋波动。次表层海洋波动只能是强迫海洋波动,因为自由海洋波动相速 度为 2-3m/s,而次表层波动仅仅为 0.2-0.3m/s,另外在次表层波动发挥作用的转换时期,海表 温度没有显著的变化,次表层海洋波动也没有和大气很好的耦合在一起。另外,次表层波动作 为一种海洋强迫波动,主要的外力就是潮汐引力。月球的公转自西向东,这与次表层波动的传 播方向一致。次表层波动与潮汐的联系也体现在与 ENSO 周期相关的纬向平均海洋温度的演化 上。潮汐重力波和西太次表层温度均存在 6 年和 9 年的两个峰值说明了潮汐强迫和海洋次表层 温度的紧密联系。另外,由不同潮汐分量组成的不规则的潮汐强迫可能对 ENSO 震荡周期的不

    规则性起到一定的作用。

    (郭亚茹 编译;於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41598-019-49678-w
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2020-05-25
    • 得克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)领导的一项新研究发现,全球变暖正接近一个转折点,在本世纪可能会重新唤醒类似于印度洋厄尔尼诺现象的古老气候模式。如果真的发生了,洪水、风暴和干旱天气会大幅增加,将会不成比例地影响最易受气候变化影响的物种种群。 对本世纪下半叶气候变化的计算机模拟显示,全球变暖可能会干扰印度洋表面温度,使其年复一年地大幅度上升和下降。跷跷板模式与发生在太平洋上的厄尔尼诺现象惊人地相似。得克萨斯大学地球物理研究所气候科学家、该研究第一作者Pedro DiNezio表示:“我们的研究表明,全球平均气温仅仅提高或降低几摄氏度,就会触发印度洋像其他热带海域一样,赤道地区表面温度失衡,导致气候更加多变,并且造成厄尔尼诺现象。” 根据这项研究,如果目前的变暖趋势继续下去,印度洋厄尔尼诺现象最早可能在2050年出现。这一结果发表在5月6日的《科学进展》(Science Advance)杂志上,是基于2019年的一篇论文基础上的研究,该论文发现了被隐藏在海洋中的生物壳之中过去印度洋发生过厄尔尼诺现象的证据,这种生物生活在2.1万年前,也就是上一次冰河时期地球温度最低时期。 为了证明印度洋厄尔尼诺现象是否会在全球变暖的情况下发生,科学家们分析了气候模拟,并根据它们与当前观测结果的匹配程度对它们进行了分组。当加入全球变暖趋势因素时,最精确的模拟显示印度洋厄尔尼诺现象出现在2100年。 越来越多的证据表明,印度洋有能力造成比现在更强烈的气候变化。共同作者Kaustubh Thirumalai说,过去冰川条件影响印度洋风和洋流的方式与模拟中全球变暖影响它们的方式相似。这意味着现在的印度洋事实上可能不同寻常。 因为自西向东的盛行风相对稳定,如今的印度洋每年平均气温变化不大。而根据模拟,全球变暖可能逆转这些风的方向,破坏海洋的稳定,将使其出现类似于太平洋厄尔尼诺和拉尼娜气候现象的升温和降温的波动。其结果是整个地区出现了新的极端气候,包括东非和亚洲季风的中断,而季风中断将对依赖每年定期降雨来种植粮食的人类造成重大影响。 美国国家海洋和大气管理局NOAA的物理海洋学家Michael McPhaden认为,如果温室气体继续保持目前的排放趋势,到本世纪末,印度洋周边国家将遭遇越来越强烈的极端天气,如印度尼西亚、澳大利亚和东非,即使现在,该区域的许多发展中国家也面临着这种极端天气的高风险。 (张灿影 编译)
  • 《厄尔尼诺和拉尼娜,冷热交替的气候循环》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2021-02-01
    • 厄尔尼诺和拉尼娜,作为一种自然气候现象,是复杂天气模式的两个相反阶段。这种复杂天气模式非常强大,可以改变全球温度。这些事件与赤道附近太平洋中部和东部的海洋表面温度以及包括风和降雨在内的大气变化有关,在地球气候系统中起着重要作用。秘鲁和厄瓜多尔的渔民在19世纪创造了厄尔尼诺这个词,是因为圣诞节前,一股异常温暖的洋流从海岸流过来,厄尔尼诺在西班牙语中可以指代婴儿耶稣。这个名字是用来描述南美洲海岸附近地表水变暖的现象,而同一地区强降温时期被称为拉尼娜现象。这种现象可以持续9~12个月,大约每2~7年发生一次,中间有中性周期。厄尔尼诺和拉尼娜的强度各不相同,也不一定彼此相继发生,有可能有两个连续的厄尔尼诺事件被一个中性周期分开。它们的影响是多样和深远的。厄尔尼诺事件可能导致澳大利亚东部、东南亚、印度、非洲南部和巴西北部的部分地区降雨量减少,但南美洲、赤道东非和美国南部的部分地区降雨量增加。在许多地区,拉尼娜现象造成了相反的结果。这两种现象也会导致大量的气候波动,厄尔尼诺时期更热,而拉尼娜时期更冷。2015年和2016年,一场特别强的厄尔尼诺现象使得气温急剧增加,使2016年成为有记录以来最热的一年,专家估计,这一现象增加了0.1~0.2摄氏度。现在,2020年已经达到了一直以来的高温记录,但这次没有厄尔尼诺现象。事实上,尽管从夏末开始了拉尼娜现象,但当时的气温仍处于历史最高水平。另外,气候变化可能会扩大其影响,特别是厄尔尼诺现象的高温和更多的降雨。对于一个正在变暖的气候环境,世界气象组织说,拉尼娜现象的降温效应可能不足以抵消气候变化造成的气温上升。世界气象组织秘书长佩特瑞·塔拉斯认为,现在的拉尼娜年甚至比过去厄尔尼诺现象严重的年份还要温暖。 (郭亚茹 编译;於维樱 审校)