JC: CMIP6模式中的ENSO大都是对称的ENSO
发布时间: 2022-09-15


ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)是全球气候变率的重要来源,是导致全球气候异常和极端天气事件发生的一个重要原因。ENSO的基本特性之一是它的两个相位并不是彼此的镜像。无论是通过平均值还是极值来衡量,ENSO的正相位厄尔尼诺都比ENSO的负相位拉尼娜强,这种性质被称为 ENSO非对称性。气候模式能否捕捉到ENSO非对称性是衡量模型能否与现实世界处于相同动力状态的关键标准,因此也是衡量模式作为气候变率和变化预测工具时可靠性的一个关键指标。

2022世界杯(卡塔尔)买球入口/大气科学研究院的硕士研究生赵耀迪在孙德征教授指导下,研究了迄今为止最复杂的气候模式——CMIP6模式中的ENSO非对称性。他们发现ENSO在这些模式中大都是对称的,也就是说,ENSO非对称性在大多数模式中比观测值弱得多。尽管如此,各模式中的ENSO非对称性也存在一定范围的差异。特别是,他们发现负偏态ENSO、对称 ENSO 和正偏态 ENSO这三种可能性都在CMIP6 模式对真实气候系统的模拟中得到了实现。这个发现证实了孙德征教授首次提出的关于厄尔尼诺现象的非绝热非线性理论的一个预见。

在发现了模式中的ENSO非对称性普遍弱于观测和其多样性后,进一步分析了耦合气候系统的多个方面,用于确定造成这种模式与观测间偏差的原因。通过更深入的研究,他们发现了造成这种偏差的两个重要因子:模式中较弱的海表热通量负反馈和较弱的大气与海洋之间的动力耦合强度。这一发现为CMIP6模式的开发者提供了一个减小模式中的ENSO与观测到的ENSO差别的具体路径,也对如何正确地利用CMIP6模式来回答“全球天气气候在增暖背景下如何变化”这一问题提供了一些必要的信息。


论文信息:Zhao, Y., and D.-Z. Sun, 2022. ENSO Asymmetry in CMIP6 Models, Journal of Climate, 35(17), 5555-5572.https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0835.1

图一:(aENSO振幅和(bENSO非对称性。黑色为观测值,灰色为CMIP6模式集合平均,彩色为各个模式值。


图二:海表热通量负反馈强度。(a)为整体结果,(b)为厄尔尼诺期间,(c)为拉尼娜期间。黑色为观测值,灰色为CMIP6模式集合平均,彩色为各个模式值。


图三:大气与海洋之间的动力耦合强度与次海表ENSO非对称性的关系。黑色为观测值,灰色为CMIP6模式集合平均,彩色为各个模式值。


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