你可能也好奇过:同样是赤道太平洋的海水温度异常,为什么厄尔尼诺带来的升温,总比拉尼娜带来的降温更“猛”一些?科学家早就注意到这个现象,但大规模气候模型一直没能很好地复现它。最近一项发表在《Geophysical Research Letters》上的研究,从一个意想不到的小尺度入手,给出了可能的解释。

问题出在“不对称性”上

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先说说什么是不对称性。厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是赤道太平洋海表温度周期性变化的现象,暖相位叫厄尔尼诺,冷相位叫拉尼娜。理论上,两者应该是“镜像”关系——升温多少,降温就多少。但观测数据却显示,厄尔尼诺对海洋的增温作用,明显强于拉尼娜的降温作用。这种“升温比降温更用力”的现象,就是ENSO的不对称性。

以往的研究大多盯着风应力响应、热力平流这类大尺度过程,但始终没能完全解释清楚。这次,杨及其团队换了个思路,把目光投向了一个更小的尺度——海表温度的昼夜变化。

昼夜温差大的模型,模拟得更准

研究人员对比了35个耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的气候模式,发现了一个清晰的规律:那些温度日变化幅度(DA)设定得比较大的模式,能更好地捕捉到ENSO的不对称性。换句话说,昼夜温差这个看似微小的细节,可能正是解开大尺度气候谜题的一把钥匙。

为了验证这个猜想,他们做了针对性的模式实验。结果发现,核心机制在于太平洋中部和东部地区,日均海表温度异常响应的反向差异。简单说,就是东西两侧的海洋对厄尔尼诺和拉尼娜的响应“步调不一致”,这种东西向的温度差异,导致海洋在数月甚至更长时间里出现不均匀的升温。于是,厄尔尼诺的“加热”效率,就比拉尼娜的“冷却”效率更高了。

一个参数,改善38.5%的模拟精度

这项研究最实用的价值在于:作者指出,如果气候模型采用更大的温度日变化幅度,ENSO模拟中的不对称性可以改善高达38.5%。这个数字相当可观,说明海表温度日变化对厄尔尼诺这类大尺度气候事件的影响,可能被此前的模型严重低估了。

更重要的是,研究团队强调,引入较大的DA不仅影响不对称性,还可能从多个方面改变ENSO的模拟结果,包括相位锁定和振幅变化。这为其他气候模型的开发者提供了非常具体的改进方向。

为什么这件事值得关心?

准确模拟厄尔尼诺的增温机制,不只是学术圈的事。ENSO事件直接影响全球的降水模式、台风路径、农业收成,甚至与某些地区的干旱和洪水直接相关。模型预测得越准,我们就能越早为极端天气做准备。这项研究提醒我们:有时候,决定大尺度气候命运的,可能恰恰是那些最不起眼的小细节。

当然,科学界对ENSO不对称性的理解还远未到终点。这项研究提供了一个新的视角,但昼夜温差究竟如何与风场、洋流协同作用,仍有不少悬念等待解答。