中国海洋大学：未来多年拉尼娜频率可能增加

2023年7月26日，中国海洋大学蔡文炬及中国科学院海洋研究所贾凡共同通讯在Nature 在线发表题为“Increased occurrences of consecutive La Niña events under global warming”的研究论文，该研究通过使用未来温室气体强迫下的气候模式，发现拉尼娜事件的连续频率增加，范围从低排放情景下的19±11%增加到高排放情景下的33±13%，并得到了高排放情景下更强的模式间共识的支持。

在温室变暖的情况下，副热带东北太平洋的平均状态变暖最大值增强了对扰动的区域热力学响应，产生了比20世纪厄尔尼诺暖异常更北的异常东风。赤道东太平洋的一个变暖极大值进一步增加了北阔异常型的敏感性。较慢的热量补给与北展的偏东异常有关，使得拉尼娜事件第一年的冷异常持续到第二年的拉尼娜事件。因此，在历史上连续的拉尼娜事件事件中看到的极端气候可能在21世纪更频繁地发生。

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是最强烈的年度气候波动，在温暖的厄尔尼诺和寒冷的拉尼娜事件之间不规则地交替，严重破坏全球天气模式、农业和生态系统。ENSO在时间演化上表现出多样性。具体而言，大多数厄尔尼诺事件在北方冬季成熟后迅速终止，而大约一半的拉尼娜事件事件持续存在并在随后的一到两年内重新加强，成为多年的拉尼娜事件事件。与一年一次的拉尼娜事件事件相比，2020-2022年等多年一次的拉尼娜事件事件在全球范围内造成了更高或累积的极端天气事件风险，包括美国西南部的干旱和野火，东南亚的洪水，以及太平洋和大西洋飓风、旋风和季风模式的改变。多年的拉尼娜事件如何应对温室变暖是一个重要的问题，具有广泛的环境和社会经济影响。

拉尼娜事件的持续经常受到之前的厄尔尼诺的振幅和来自副热带北太平洋的影响的调节。多年的拉尼娜事件往往伴随着强烈的厄尔尼诺。例如，20世纪所有三次极端厄尔尼诺事件(1972/73、1982/83和1997/1998)之后都发生了多年期的拉尼娜事件。多年期拉尼娜事件的发生是因为强厄尔尼诺引起的赤道太平洋大量的上层海洋热排放需要一次以上的拉尼娜事件才能补给到气候状态，因为拉尼娜期间的补给过程通常弱于与厄尔尼诺相关的排放。

▲平均状态变化有利于向北加宽的异常，有利于多年拉尼娜（图源自Nature ）

此外，在北方春季第一次拉尼娜的发展阶段，副热带北太平洋的距平东北风向西南方向延伸至赤道，伴随冷海表温度(SST)的共变异常，类似于北太平洋经向模态(NPMM)的负相。负的NPMM样型特征是温带信风增加，这是由于赤道东太平洋上空对强烈厄尔尼诺相关的海温的吉尔型大气响应所致和厄尔尼诺大气遥相关或内部随机变率引起的中纬度大气波动所致。在热力学海气相互作用下，特别是风-蒸发-海温(WES)反馈，负的NPMM样型在北方春夏季增长并持续存在，有利于经向宽拉尼娜的发展。经向海温变宽和东风异常的格局在偏温带纬度地区伴随着较弱的负风应力旋度，减缓了赤道太平洋的补给。因此，低温海温异常从第一年拉尼娜的衰减阶段持续到春季，并在夏末和秋季被季节性正Bjerknes反馈加强，并可能进入另一个拉尼娜事件。

温室效应如何影响多年拉尼娜仍然未知。该研究利用参与耦合模式比较项目第6阶段(CMIP6)的最新气候模式的输出，显示出多年拉尼娜频率的大幅增加，远远超过强厄尔尼诺预计增加的频率。该研究发现热带和亚热带之间的双向相互作用在温室变暖下加剧，这一发现比最近发现的单向变暖诱导的NPMM对ENSO的影响有所进步。关于未来多年拉尼娜频率可能增加的结论，加强了减少温室气体排放以减轻不利影响的迫切需要。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06236-9

转自：“科研动态”微信公众号

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