地球系统科学研究

引子：系统　尺度　层次　能量　互馈　通道　　

厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）起源于热带太平洋，是地球气候系统最强的年际变化事件，对全球气候、水循环、生物地球化学循环以及生态系统产生重大影响。过去研究已充分证实厄尔尼诺-南方涛动可通过大气遥相关过程显著影响热带大西洋和印度洋区域气候系统，反过来热带大西洋和印度洋内部的海洋-大气相互作用及动力过程变化如何影响热带太平洋厄尔尼诺-南方涛动以及区域气候，是热带海洋与气候研究中有关热带太平洋-印度洋-大西洋气候系统之间相互作用的前沿热点问题。

热带太平洋气候系统变化主要由快速的海温-风场正反馈过程和延迟的风场-海洋温跃层-海温负反馈过程共同决定，热带印度洋和大西洋海温变化可通过引起太平洋风场异常来调制上述反馈过程进而影响太平洋（图1）。例如，热带印度洋变化可加速厄尔尼诺的消亡，并有助于厄尔尼诺向拉尼娜的位相转变；热带大西洋赤道及北部海域的海温变化对厄尔尼诺-南方涛动事件的多样性（即不同厄尔尼诺-南方涛动事件的空间型态、变化幅度、演变过程不尽相同）具有重要贡献（图2）。此外，热带大西洋海温的年代际变化可显著影响整个印太海域海气系统变化，被认为是导致1998-2014年全球增暖减缓的一个关键因素。

图1：热带太平洋-印度洋-大西洋之间的海气反馈过程示意图（SST表示海表温度）

图2：厄尔尼诺-南方涛动事件演变过程中的热带太平洋-印度洋-大西洋之间海气相互作用示意图

引自“泛热带气候相互作用”(Pantropical climate interactions）http://www.qnlm.ac/page?a=5&b=1&c=85&d=1&p=detail

全球三大洋（太平洋、印度洋和大西洋）几乎包含了海洋中所有最关键的气候模态。

三大洋间的相互作用存在两种作用路径—“大气通道”和“海洋通道”。“大气通道”也称为“大气桥”，是指两个或多个距离遥远的气候模态通过大气途径的相互作用。太平洋的厄尔尼诺—南方涛动对印度洋和北大西洋海温的影响就是一个典型的“大气桥”过程。“海洋通道”过程则是三大洋通过海流、涡旋等水体交换进行的相互作用，代表性的例子有印度洋与太平洋间的印尼贯穿流（Indonesian throughflow）、塔斯曼溢流（Tasman leakage），印度洋与大西洋间厄加勒斯溢流（Agulhas Leakage）等。太平洋的异常可以通过印尼贯穿流和塔斯曼溢流引起印度洋的变化，而印度洋的异常可以通过厄加勒斯溢流引起大西洋的变化。三个大洋之间通过“大气通道”和“海洋通道”两条路径进行复杂的物质和能量的交换，大洋间也通过这些相互作用调控各大洋的气候。

三大洋相互作用过程示意图。“大气桥”过程用粗曲线箭头表示。单向曲线箭头表示单向影响过程。双向曲线箭头意味着两个气候模态可以相互影响。“海洋通道”是印尼贯穿流（ITF），塔斯曼溢流（TL），厄加勒斯溢流（AL），由红色箭头绘制和显示。AWP和TNA分别代表大西洋暖池和热带北大西洋。

引自　http://lto.scsio.ac.cn/xwtz/kydt/201908/t20190815_509593.html