ENSO對夏季CGT和中緯度極端氣候影響的變異
近日，中山大學大氣科學學院與蘭州大學、美國夏威夷大學、揚州大學及國家氣候中心等多家單位合作，在國際著名期刊《Nature Communications》上發表了題為“Recent changes in ENSO’s impacts on the summertime circumglobal teleconnection and mid-latitude extremes”的研究論文。該研究揭示了近年來厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）對北半球夏季環球遙相關（CGT）結構影響的顯著變異，為中緯度極端高溫和干旱災害預測提供了新的視角和依據。
圖1 20世紀70年代末前后ENSO對CGT影響變異的機制示意圖
CGT通常伴隨ENSO發展位相出現，是北半球夏季對流層高層高度場異常的第二模態，表現為緯向五波數的準靜止羅斯貝波列，其遙相關中心位于中緯度西亞、東亞、北太平洋、北美和西歐上空。當CGT波列增強時，會促進這些地區高溫和干旱的發生，從而為中緯度氣候異常提供可預測性來源。利用動力診斷和多模式試驗相結合的研究方法，本研究發現CGT的五波數結構近年來向西移動了半個波長，導致東歐、東亞和美國西南部的高溫和干旱災害更加嚴重。這一CGT結構的變異與ENSO的直接影響密切相關。具體而言，在1970年代末之前，ENSO通過調節印度夏季風降水間接影響CGT，此時CGT中心位于中緯度西亞、東亞、北太平洋、北美和西歐上空；在1980年代之后，盡管ENSO對印度夏季風降水的影響有所減弱，但向西移動的ENSO海溫異常中心與其西北側的東風切變氣流相互作用，能夠直接激發羅斯貝波響應并向北傳播，進而在東亞西風急流出口區形成異常中心，導致CGT的北太平洋中心及其下游中心顯著西移（圖1）。此外，基于人類活動強迫的CMIP6多模式歷史試驗無法模擬出近年來ENSO海溫異常中心的西移及其對CGT結構變異的影響，表明內部變率可能對上述過程起到了關鍵作用。
這一發現突破了傳統觀點，即ENSO對CGT的影響主要是通過調節印度夏季風降水來間接實現。新發現強調了研究ENSO變異對CGT結構影響的重要性，這對提升北半球中緯度地區極端氣候的季節預測能力具有重要意義。