
当下,厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)成为热点话题,多方预测新一轮“超强厄尔尼诺”或将来袭,并引发大范围极端天气。深入理解ENSO的演变规律与影响机制,如今显得尤为重要。AMS Journals推出专题文集《2014-2024:ENSO反常的十年》,恰逢其时。
本专题文集的主要组织者为新南威尔士大学的Andrea Taschetto博士。她接受AMS采访,介绍了该文集的创作缘起、核心研究成果,并结合当前气候形势阐述其研究价值。
您为何牵头打造这一专题文集?
Andrea Taschetto 博士
过去数十年间,各类ENSO事件不断突破过往认知。2014-2024这十年,ENSO现象呈现出多样特征:既有2015-2016年、2023-2024年强东太平洋型厄尔尼诺,2018-2019年弱中太平洋型厄尔尼诺以及2017年沿岸型厄尔尼诺;也出现了2017-2018年弱拉尼娜事件,还有2020-2023年罕见的三重拉尼娜事件,这十年间几乎没有出现气候常态期。单独来看,上述各类现象在历史观测记录中并非首例。但在全球气候持续变暖的大背景下,如此多样化的ENSO现象接连出现,形成了独特的演变序列。CLIVAR(气候与海洋:变率、可预测性及变化)研究计划的科研人员因此展开研究,探讨这十年气候现象的异常程度。
这份专题文集的构想,最初便诞生于该计划成员的交流探讨。CLIVAR是世界气候研究计划(WCRP)的核心项目之一。本文集由CLIVAR太平洋区域专家组(本人担任联合主席)牵头,联合全球海洋热浪研究专项、热带洋区相互作用研究专项以及CLIVAR科学指导组共同完成。联合组织者还包括:
这十年间的多数气候事件预报难度极大,其造成的影响也常常与传统统计规律下的预期不符。ENSO是年际尺度上影响力最强的气候现象,左右着全球多地的季节性降水、天气系统,以及干旱、洪涝、热浪等极端灾害。因此,相关研究意义重大。随着全球气温不断攀升,厘清ENSO的演变规律及其影响的变化趋势,对提升气候预报水平、帮助各地开展气候适应工作、降低ENSO相关灾害风险至关重要。

图片说明:ENSO的变化机制与影响,图片绘制者:Jono Hey(Sketchplanations),版权所有:美国气象学会
这部专题文集是如何组稿完成的?
Andrea Taschetto 博士
经过CLIVAR成员内部讨论后,多位ENSO专家都认为,过去十年ENSO的某些方面(尤其是预报和影响角度)异常引人关注,这一共识逐渐清晰。因此,各方都希望探究这十年ENSO是否出现了异常变化。随后,我们征集了科学界的见解,并调查了其为该文集投稿的兴趣,得到了大量积极的回应。这进一步证实了学界对深入审视过去十年ENSO现象的兴趣和必要性。
我们邀请了在ENSO科学不同领域工作的专家,并发布了征稿启事,征集关于近年来那些挑战我们对ENSO认知的事件的多角度研究。文集收录的研究内容十分广泛,涵盖ENSO的异常演变过程、变率特征、事件驱动机制、海气相互作用、对海陆生态系统的气候影响,以及当前预报工作面临的各类难题。
令我们倍感欣喜的是,全球各地研究者带来了多元的研究视角与全新思路。多篇论文共同揭示了ENSO系统的复杂性,也反映出在气候变暖背景下,人类对其演变规律仍有大量未知亟待探索。
文集收录的研究中有哪些极具价值的总体结论?
能否解读这十年ENSO现象反常的原因?
Andrea Taschetto 博士
文集研究发现,无法用单一原因解释过去十年ENSO预报失准、影响偏离预期的问题。受观测资料时长有限等诸多因素制约,目前也难以判定这十年的气候现象相较于历史阶段是否真正反常。
已刊发的论文指出,大气、海洋及整个气候系统中多重因素相互交织,共同作用于这一系列气候事件。研究议题涵盖ENSO生命周期的物理驱动机制、其与其他气候变率模式的相互作用、遥相关效应与区域影响、海洋生物地球化学过程、预报难点以及未来气候预估等多个方向。综合来看,ENSO系统同时受到自然气候波动与全球变暖大环境的双重影响。相关研究表明,即便ENSO自身的演变特征未发生明显改变,气候变暖也会使其产生的影响出现偏差。气候持续变暖,不断重塑ENSO与区域气候格局的关联,让气候预报和风险评估工作变得愈发复杂。
如今我们拥有比以往更完善的观测设备与预报系统,能够捕捉到数十年前难以发现的气候特征与作用过程。但由于观测序列时长不足,我们仍无法笃定地判定近十年的ENSO现象明显异于以往。文集中多项研究均强调,持续完善并拓展全球气候观测体系刻不容缓。长期观测数据,是解析气候变暖背景下ENSO演变规律的核心基础。
这部文集对普通读者而言有哪些参考意义?
Andrea Taschetto 博士
文集直观展现了:在全球变暖的大环境下,气候波动的预报难度正在不断加大。ENSO是影响季节性气候预测的核心因素,全球多地的降水、气温变化以及极端天气,都与其密切相关。
该现象的演变一旦出现变化,将产生深远的社会影响。ENSO往往会提升干旱、洪涝、热浪的发生概率,进而冲击农业生产、公共健康、水资源调配、电力供应等诸多行业。
文集传递出一个核心观点:传统认知中的经典ENSO模式已不复存在。过去十年,无论是ENSO事件的演变过程,还是其引发的各类影响,都屡屡颠覆科研人员的固有认知。人类对ENSO的认知,大多建立在历史观测数据之上。而随着气候不断变暖,这一参考基准也在发生改变。这意味着我们的科学理论、预报技术以及预判思路,都需要与时俱进、不断更新。结合当前厄尔尼诺的发展趋势来看,相关研究议题也变得更加紧迫、更具现实意义。
截至目前,文集带来的最大意外发现是什么?
Andrea Taschetto 博士
最大的发现莫过于过去十年间,ENSO及其衍生影响的预报难度远超预期。其他大洋海盆的背景环境,会显著影响ENSO的演变及其全球效应。而随着气候变暖,二者之间的关联也在发生改变。这说明,ENSO本身固然重要,其发生时所处的整体气候环境,同样不容忽视。
目前文集是否存在尚未覆盖、希望补充的研究方向?
Andrea Taschetto 博士
本文集虽已涵盖ENSO的主流研究领域,但仍有部分新兴方向期待更多研究成果。
其一,运用AI与机器学习技术优化ENSO预报、解析气候系统复杂的相互作用机制。
其二,生物地球化学影响方向。目前学界愈发关注ENSO对海洋生态系统、碳循环及渔业资源造成的影响,我们也希望看到更多相关研究。
其三,基于热带太平洋观测系统(TPOS)观测数据开展的专项研究。以上仅是诸多重要开放问题尚存的领域中的几个例子。