关于厄尔尼诺现象,青岛海洋科学与技术试点国家实验室又有新研究成果

青岛日报社/观海新闻9月3日讯 今天,国际顶级学术期刊《自然》以长文形式在线发表了题为《蝴蝶效应与厄尔尼诺在全球变暖下的自我调节机制》的文章。该成果由青岛海洋科学与技术试点国家实验室国际南半球海洋研究中心主任蔡文炬院士为第一作者,吴立新院士为共同通讯作者,海洋动力过程与气候功能实验室在读博士生耿涛以及来自美国、澳大利亚的多位知名学者为合著者的科研团队共同完成。

成果在《自然》发布

厄尔尼诺现象作为地球气候系统中最强的年际气候变异信号,对全球极端天气灾害、渔业生态环境及人类经济社会具有广泛而深远的影响。在全球变暖背景下,尽管大部分气候模式都表现出强厄尔尼诺事件和强拉尼娜(厄尔尼诺的反位相)事件的发生频率增加,但是不同模式之间的模拟表现相差较大。这一模式间的巨大差异性为将来的气候预测与相关气候政策的制定实施增添了诸多不确定性因素。

初始的随机微小扰动会导致同一气候模式模拟出完全不同的厄尔尼诺演化过程(类似于“蝴蝶效应”)

该研究首次发现并提出,厄尔尼诺可以“记住”其过去的表现并对其将来变暖下的响应做出相应调整。研究对历史与将来温室气体强迫的气候模型进行了若干次重复试验,每次试验只在初始条件中增加一点随机的微小扰动,发现模型气候系统接下来厄尔尼诺的演变发展都会截然不同,就像我们常提到的“蝴蝶效应”。

这看似杂乱无章的演化过程背后蕴含着深刻的内在联系:如果初始阶段的厄尔尼诺较为活跃,那么一个世纪以后全球变暖下厄尔尼诺的变率增加幅度将较小,反之亦然。该研究认为,导致这种变化的原因在于,起始阶段较活跃的厄尔尼诺会使热带海洋向大气输送更多热量,这将延缓全球变暖引发的上层海洋层结增加,进而减缓海洋-大气之间的耦合效率,使厄尔尼诺的变率增加减缓。这一厄尔尼诺现象的自我调节机制在国际主流气候模式中均得到了验证。

上述研究成果的发现为我们认识气候变率,尤其是厄尔尼诺在跨时间尺度以及变化气候背景下的调整演化提供了全新的视角,为理解气候模式对未来预测的差异化结果提供了合理的科学解释,对国际社会应对气候变化与制定气候政策具有重要意义。

值得一提的是,蔡文炬博士因其在海洋与气候变化领域的重要成就,本年度当选为澳大利亚科学院院士。由吴立新院士和蔡文炬院士领衔的科研团队,长期致力于海洋气候变化与可预测性研究,近年来在《自然》《科学》等国际顶级学术期刊发表了一系列有关海洋环流与海气相互作用的重要原创性成果。该研究成果的发表进一步彰显出海洋试点国家实验室在海洋与全球变暖研究领域的重要国际影响力。(青报全媒体记者 耿婷婷)

责任编辑:孙丽荣