大氣所等揭示厄爾尼諾對赤道太平洋降水影響的變化機制

　　由于溫室氣體的增加，全球地表平均溫度近幾十年來一直在不斷升高；在全球變暖下，旱澇、酷暑等極端天氣氣候的變化情況是平均升溫之外另一重要問題。赤道東太平洋海溫年際暖異常事件（即厄爾尼諾事件）是影響全球極端氣候最重要的驅動因子之一，因此厄爾尼諾事件對氣候影響在變暖環境下如何變化一直是氣候學界關注的重要科學問題。

　　氣候學界之前一直重點研究厄爾尼諾海溫異常本身在全球變暖下的變化特征及機制，但由于數值模式尚不完善及其物理機制的高度復雜性，一直未取得較明確的預估。近年來，科學家開始轉向研究厄爾尼諾影響全球氣候的中間橋梁：厄爾尼諾引起的熱帶太平洋降水異常在全球變暖下有何變化。在發生厄爾尼諾時，海溫異常會率先引起熱帶太平洋對流降水的變化，通過降水加熱對流層上層，再在大氣波動的作用下將影響傳播到全球。最新的研究表明，未來厄爾尼諾引起的熱帶太平洋降水型很可能增強并東移，其對全球氣候的影響也將發生相應的巨大變化。這一較明確的預估和厄爾尼諾海溫本身變化的研究結論有較大差異，其間的物理機制仍不清楚。

　　近日，國際地球科學期刊《自然·地球科學》（Nature Geoscience）發表了中國科學院大氣物理研究所博士黃平與Scripps海洋研究所教授謝尚平在此方面的最新研究成果，文章深度揭示了在增暖環境下厄爾尼諾海溫對赤道太平洋降水影響的變化機制。研究利用18個最新的全球海氣耦合模式對未來氣候的模擬結果，通過分析海溫、環流、水汽、降水等變量之間的非線性關系，構建了一個海溫、環流、水汽的年際變率和背景態及其變化如何影響降水變率變化的理論框架。

　　結果表明：全球變暖下背景態水汽的增加會增強降水對厄爾尼諾海溫異常的響應；厄爾尼諾海溫強度的變化則通過環流強度的變化進而影響降水強度的變化；未來中太平洋型厄爾尼諾事件增加將增強中太平洋地區的降水異常；未來氣候平均態海溫在中東太平洋地區增加較多也會增強該地區降水對海溫異常的響應。綜合以上幾個因素，未來厄爾尼諾引起的熱帶太平洋降水很可能在中東太平洋地區增加而在西太平洋地區減少，這一變化很可能造成未來厄爾尼諾對全球氣候的影響分布型整體往東移動。

　　此項研究成果理清了厄爾尼諾對全球氣候影響在未來變化中“海溫–熱帶太平洋降水”這一關鍵環節中的物理機制，這對未來更準確地預估厄爾尼諾對全球氣候影響的變化提供了可靠的基礎。

　　該研究除了具體研究了厄爾尼諾海溫影響的變化之外，其構建的海溫、環流、水汽的年際變率和背景態及其變化如何影響降水變率變化的框架機制是未來研究解釋其他熱帶海溫變率模態在全球變暖下對氣候影響的變化的有力基礎。

全球變暖下，海溫、環流、水汽的年際變率和背景態及其變化如何影響降水變率變化的理論框架

熱帶對流降水系統 （攝影：黃平）