西北太平洋反气旋（WNPAC）是在厄尔尼诺事件的成熟和衰退年间，出现在西北太平洋区域的异常反气旋，它对东亚地区的夏季风和降水有显著影响。学界以往研究提出了太平洋、大西洋、印度洋三大洋对WNPAC年际变化机制的假设和理论依据，但尚无有效方法来衡量各大洋的影响程度。针对这一问题，物理海洋教育部重点实验室/深海圈层与地球系统前沿科学中心董璐教授团队利用气候耦合模式CESM的三大洋“起搏器”（Pacemaker）试验，量化了三大洋对WNPAC年际变化的相对贡献，并验证了各大洋影响机制的重要性。

　　研究结果表明，太平洋在冬季及随后的春季对WNPAC的生成和维持起到了主导作用（解释了50%以上的WNPAC年际变率方差），而大西洋和印度洋的作用在春季更为显著。在夏季，三个大洋对WNPAC均有显著影响且贡献几乎相等。通过比较Pacemaker试验和观测中与三大洋海表温度（SST）指数相关的环流异常，该研究验证了各大洋对WNPAC影响的相对重要机制：在厄尔尼诺成熟年的冬季和衰退年的春季，中东太平洋的增暖不仅通过“风-蒸发-SST”（WES）正反馈机制与“风-湿焓平流强迫”机制等直接影响WNPAC，还通过引起西北太平洋地区局部冷却、C-mode、热带印度洋增暖和热带北大西洋增暖来间接维持WNPAC。对于印度洋，其增暖在厄尔尼诺衰退年的春季和夏季通过开尔文波响应对WNPAC起作用。大西洋SST异常通过罗斯贝波和开尔文波响应，在夏季引起中太平洋冷却和北印度洋增暖，从而维持WNPAC。此外，三大洋海温并不是完全独立，它们之间存在显著的相互作用，Pacemaker试验表明中东太平洋SST在春季和夏季显著受热带北大西洋的影响；春夏季印度洋SST显著受到太平洋的影响；而太西洋SST的年际变率相对独立于其他两大洋。

图 1. (a) 冬季，(c) 春季，(e) 夏季WNPAC年际变化时间序列（单位：hPa）(b, d, f) 1979-2013年（柱状图）和1959-2013年（文字）期间CESM1 Pacemaker试验与ERA5的WNPAC指数相关系数

图 2. 冬春夏季观测与CESM中东太平洋试验SST&降水&海表面气压&风场回归到观测冬季中东太平洋SST指数

　　通过定量分析，上述研究工作突显了三大洋在西北太平洋反气旋生成和维持中的共同作用的重要性，研究结果为理解西北太平洋反气旋的生成机制提供了重要的理论依据。成果近期以“Quantifying relative contributions of three tropical oceans to the Western North Pacific anomalous anticyclone”（量化热带三大洋对西北太平洋异常反气旋贡献）为题，发表于Environmental Research Letters（《环境研究快报》）期刊，由董璐教授和中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）王春在研究员作为通讯作者，联合多位专家学者共同合作完成。

文章引用：

LU Z. -Y., L. Dong*, F. -F. Song, B. Wu, S. -Y. Wu, and C. -Z. Wang*, 2024: Quantifying Relative Contributions of Three Tropical Oceans to the Western North Pacific Anomalous Anticyclone. Environmental Research Letters, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ad677d.