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全新世中期太阳辐射变化对ENSO多样性的影响

6、海洋地球科学 > 专题8：热带海洋多尺度气候变化及其对全球气候的响应和影响

ENSO多样性，狭义上指ENSO存在两类空间型态(东太型和中太型)和两个主要振荡周期(准4年和准2年)，东太型ENSO主要受温跃层深度变化引发的温跃层反馈的控制，而中太型ENSO主要受异常海流在引发的暖/冷水的纬向输送(纬向平流反馈)的控制。现代观测中的东(中)太型El Niño多发于热带中东太平洋平均海温较暖(冷)的背景态下，多呈现准4(2)年的振荡周期。一些基于古气候记录的指标和PMIP模式实验结果显示，由于地球倾斜角的变化，全新世中期(距今6千年前)的ENSO事件多呈现为中太型。本研究借助两个不同复杂程度的海气耦合模式(中等复杂的Zebiak-Cane模式和完全耦合的CESM模式)来探讨该时期太阳辐射变化对热带太平洋背景态和ENSO多样性的影响，发现两个模式呈现一致的气候背景态和ENSO型态变化，即太阳辐射减少导致热带太平洋平均海温偏冷，季节变化减弱，同时东太型ENSO事件发生频率减少而中太型ENSO事件发生频率增加。Zebiak-Cane模式中ENSO的本征模态分析进一步显示该时期中太型ENSO的本征模态更为活跃，而东太型ENSO模态受到抑制，这在根本上决定了ENSO事件的型态和周期。究其原因，是因为在ENSO发展阶段热带东太平洋层结减小，温跃层反馈对海温异常的贡献随之减小，而同时纬向异常平流增大，纬向平流反馈对海温异常的贡献则随之增大，因而全新世中期ENSO多呈现为中太型。