【科研进展】 El Nino多样性研究取得新进展

El Nino是指热带中东太平洋海表温度异常（SSTA）偏暖的现象，它是热带太平洋年际变化最强的信号。2000年以来，一种新形态的El Nino更频繁地出现，这类事件中，SSTA偏暖中心向西移动至中太平洋。对于El Nino多样性的研究主要有两个出发点：一种是基于SSTA空间分布形态的空间分类方法，一种是基于El Nino爆发时间早晚的时间分类方法。目前，国内外的相关研究中较多采用空间分类的方法，如东部/中部型，冷舌/暖池型El Nino。但在空间分类中，事件类型多取决于成熟时期时的SSTA空间分布形态，而且一些事件的空间分类结果并不完全明确。目前，基于爆发时间对El Nino事件多样性的研究还相对空白，而有研究指出，两种分类结果间可能存在一定联系。因此，基于爆发时间对El Nino多样性的研究，可以进一步完善对El Nino多样性问题的认识，对提高和改进ENSO多样性预报方面具有重要理论意义。

我院海洋气象团队基于多套再分析资料，根据爆发时间，将El Ni?o事件分为春季型(SP)和夏季型(SU)El Ni?o两种类型，并揭示了两类El Nino事件发展演变特征、前兆因子及动力机制中的差异。研究结果表明，赤道太平洋上层较早的、较强的、持续时间较久的热量累积过程，和赤道太平洋上空较早的西风异常的发生，可以解释SP事件较早的爆发。该类型事件是海盆尺度的现象，符合经典的ENSO理论。SU事件中，较弱的热量累积过程和较短的Bjerknes正反馈过程导致事件中各信号（如SSTA，纬向风应力，次表层海温异常等）强度较弱。两类事件的动力过程均可使用充电振子理论解释，但SU事件中的充放电过程较弱，这是SU中弱的西风异常导致弱的Sverdrup经向输运的结果。此外热量收支分析结果显示，温跃层反馈与纬向平流反馈作用在两类事件中的相对重要性不一致。

图1 (a)夏季 (b)冬季 气候态降水场和表层风应力场，(c) SP (d) SU El Nino表层风应力异常和SSTA合成场，(e) SP (f) SU El Nino潜热通量异常合成场。

研究结果还为时间分类与空间分类之间的可能联系及原因提供了线索。SU事件成熟时期，赤道东太平洋及以南存在强烈的东南风异常，该异常风导致那里气候背景下的越赤道南风加强，并通过风-蒸发-SST（WES）反馈机制作用得以维持和发展，从而抑制了东太平洋SSTA的发展，导致SU中SSTA中心西移。而SP事件发展阶段，赤道东太平洋以北存在显著的东北风异常，会减弱气候背景下的越赤道风，有利于那里正SSTA的进一步发展。最终SP、SU事件成熟时期，SSTA空间分布形态分别与东部、中部型El Nino的空间形态相似。

上述成果于2020年发表在SCI一区期刊《Journal of Climate》第33卷第11期。我院徐华老师为第一作者，徐建军教授为通讯作者。

论文链接：

Xu, H., J. Xu, C. Liu, and N. Ou, 2020: Distinguishing Characteristics of Spring and Summer Onset El Nino Events. J. Climate, 33, 4579–4597, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0605.1.