众所周知,厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)主要通过菲律宾或黑潮低空反气旋/气旋来影响东亚气候,El Niño (La Niña)发生时,东亚冬季往往出现较弱(强)的东亚冬季风(EAWM),且降水容易偏多。与降水响应不同,我国东南部冬季地表气温对ENSO的响应微弱,具有较大的时空不确定性。
基于ERA5再分析资料和我国逐日地表气温站点数据集,青年教师耿新博士和张文君教授,与浦项工科大学Kyung-Min Noh博士和Jong-Seong Kug教授合作研究发现,在El Niño期间,我国东南部冬季平均的日最低气温存在显著的暖异常,而日最高气温的响应可以忽略(图1)。进一步研究表明,这种依赖于局地日循环的ENSO影响与总云量增加引起的地表净短波辐射的变化密切相关,后者也表现出与日循环一致的演化特征。具体而言,在我国冬季清晨,ENSO引起的总云量增加导致地表向下长波辐射增强,促进了地表气温增暖;而在冬季午后,尽管我国东南部仍存在几乎相同的地表长波辐射异常,但总云量增加反射了大量的太阳辐射,导致地表净短波辐射减少,地面出现辐射冷却,地表感热通量大大减弱,从而有利于地表气温降低。然而,该地区午后还存在显著的温度平流异常,它引起的增暖效应抵消了上述冷却效应,最终导致日最高气温对ENSO的响应微弱且不显著(图3)。CMIP6模式中的AMIP模拟数据也真实再现了这种ENSO对我国东南部地表气温影响的日循环依赖性,进一步证实了我们的研究结论。
相关成果发表在《Journal of Climate》。
图1 Niño-3.4指数回归的我国东南部冬季(12-2月)平均的(a)日平均气温,(b)日最低气温,(c)日最高气温空间分布。浅色和深色阴影分别表示在95%和99%的置信水平上异常显著。红框表示用于定义SAT指数的中国东南部区域(18°-30°N, 107°-122°E)。(d)1960—2019年冬季平均的Niño-3.4指数和中国东南部最低SAT指数的时间演变。
图2 ENSO对中国东南部地区冬季地表气温影响的日循环依赖性概念示意图。(a)清晨和(b)午后
论文信息:
Geng, X., K. Noh, J. Kug*, and W. Zhang, 2023: Diurnal Cycle Dependence of ENSO Influence on the Winter Surface Air Temperature in Southeastern China. J. Climate, 36, 4677–4690. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0699.1.