大量研究表明，温跃层反馈作用是影响ENSO演变过程的重要贡献因子之一，反映了ENSO循环中最本质的动力学过程之一。与之紧密相关的赤道太平洋次表层海温对控制海表温度及其年际变率有着十分重要的作用，次表层海温数据的准确性不仅关系到ENSO相关的理论研究，更会直接影响各类模式对于ENSO模拟和预测的准确性。然而，受观测资料的限制，赤道太平洋次表层海温的动力学机制不完全清晰，其准确表达一直以来都是一个科学难题。
张文君教授课题组发现，赤道太平洋次表层海温垂直廓线与双曲正切函数（tanh）的形状高度相似，且具有保形性，随温跃层深度的变化整体抬升或降低。基于此，该课题组突破性地构建了以温跃层深度为中心的赤道太平洋三维次表层海温理论表达。利用多套再分析数据及CMIP5多模式数据，新构建的赤道太平洋次表层海温理论表达被验证具有充分的有效性和普适性，基本可以准确地再现出ENSO相关的次表层海温分布特征（图1）。更重要的是，与传统的一些研究相比，该理论表达展现出了更加真实的La Niña强度以及空间特征，标准差和偏度分布也更接近观测，这主要是由于次表层海温异常和温跃层深度异常之间非线性关系的经向依赖性更加真实。该项研究成果对ENSO相关的理论研究以及模拟和预测水平的提高具有重大意义。
赤道太平洋次表层海温理论表达方案：
图1 （a）El Niño和（b） La Niña事件盛期（NDJ）赤道太平洋（5°S–5°N平均）次表层海温（°C）在观测（阴影）和方案A1（虚线）中的经度-深度剖面图。（c-d）方案A1、（e-f）方案A2和（g-h）方案B参数化的（虚线）以及观测中的（实线）次表层海温（°C）垂直廓线图。小图（c, e, g）是El Niño事件盛期（NDJ），（d, f, h）是La Niña事件盛期（NDJ）。不同经度处的（90°W、120°W和150°W）垂直廓线分别使用了不同颜色（如图例）标记。（c-h）右侧小图中的实线分别表示方案A1、A2和B相对于观测的偏差。
参考文献： Yuan, X., Jin, F.-F., Zhang, W. 2020. A concise and effective expression relating subsurface temperature to the thermocline in the equatorial Pacific. Geophysical Research Letters, 47, e2020GL087848.https://doi.org/10.1029/2020GL087848
