热带太平洋海表盐度年代际变化特征及其对ENSO的调制作用

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本文基于观测、再分析和模式模拟结果,在分析热带太平洋盐度年代际特征和温盐关系的基础上,进一步研究了热带太平洋盐度和热带太平洋年代际温度模态(IPO)之间的关系,阐明了盐度的年代际变化对ENSO的调制作用及机制。同时,基于分析的结果,对CMIP5和CMIP6模式进行了评估比较。热带太平洋盐度变率主要集中在海表混合层,年代际变率相对贡献达到60%。对应热带太平洋海表温度年代际变化,盐度也存在显著年代际变化,且对应海表温度不同的变化相位,存在着明显的时空特征差异。在热带太平洋不同区域的盐度年代际变化与温度年代际变化存在不同的时滞相关关系,其中赤道关键区平均的盐度变化对TPI指数有10-20个月的超前关系,这一关系主要由淡水通量引起的表层强迫导致。热带太平洋盐度年代际变率能够调制年际变率,其对ENSO在空间模态、范围和强度上的调制存在相位间的非对称性。即盐度年代际变化在不同IPO相位对ENSO的特性具有不同的贡献:对于ENSO强度,在IPO正相位,对El Nino有正贡献,对La Nina有负贡献。在IPO负相位,对E1 Nino有负贡献,对La Nina有正贡献;对事件的持续时间,El Nino事件在IPO的正相位下持续时间有一定程度的延长,La Nina事件在IPO负相位下的持续时间有一定程度的延长。通过评估CMIP5和CMIP6模式对热带太平洋年代际变率的模拟结果发现,两代模式对于盐度的年代际变率模拟差异明显,多数模式变率模拟偏强,而且模式对温盐年代际变化关系的模拟还存在一定不确定性。CMIP6模式在盐度空间模态的模拟上比CMIP5有明显改善,表现在赤道高值区东移更接近观测,并且改进了 CMIP5模式对海表盐度负异常在南太平洋辐合区的模拟偏差。通过本文的研究,从海洋多尺度运动相互作用的角度,了解ENSO特性的变化原因,可以为改进ENSO的模拟提供一定的理论基础。同时,认识热带太平洋盐度与气候变化相互关系能够为我们监测和预测气候变化提供新的途径和方法。
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