2023年4月7日下午，bwin必赢举行了第七十二期“风云英华”学术讲座活动。本次讲座邀请到了南京信息工程大学张文君教授，为公司师生做题为“ENSO韵律调控热带三大洋相互作用”的学术分享。张文君教授主要从事大尺度海-气相互作用动力学研究，尤其关注ENSO机理及其气候影响的过程与机制研究，在ENSO方面的研究成果得到了国际同行的关注，相关研究成果曾被Nature Climate Change和Journal of Geophysical Research评为科研亮点。已在领域主流学术期刊发表学术论文近100篇，其中以第一作者和通讯作者发表 SCI论文40余篇，SCI他引2000余次，2021年获国家杰出青年基金项目资助。
图1 三大洋相互作用过程的示意图
在本次学术报告中，张文君教授首先介绍了ENSO的研究背景。ENSO是赤道中东太平洋大范围海水变暖或变冷的现象，是全球气候年际变率中最强的信号，为探索季节-年际预测提供了科学基础。ENSO的研究初衷就是为了气候预测，从1974年科学家们开始尝试预测ENSO事件，到1986年ZC模式成功预测了1986/87年ENSO事件的发生，上个世纪末ENSO理论得到了长足的发展，尤其是充放电振子理论框架的建立，奠定了ENSO可以超前6-9个月预测的理论基础。然而，随着观测资料的不断丰富和模式性能的飞速发展，业务预测中ENSO预测的时效却显著降低，近年来只能提供超前2-4个月的ENSO预测。在此背景下，科学界开展了大量关于三大洋相互作用的研究，其中ENSO对赤道北大西洋（NAT）和印度洋海温的影响机制得到广泛的认可，并有研究发现在统计上存在NAT超前ENSO 8个月的信号和印度洋偶极子模态（IOD）超前14个月的信号，然而这些“所谓”ENSO前兆因子的发现并没有导致当前业务预测中ENSO预测能力的提升。
图2 ENSO周期性调控热带太平洋-北大西洋跨流域关系的示意图
张老师接着介绍了太平洋-北大西洋海温之间的年际联系。通过建立ENSO强迫NTA的理论模型，发现是ENSO主导的NTA年际变率。GFDL理想实验验证了NTA超前ENSO的时间与ENSO的周期成正相关。CMIP6多模式结果进一步证明了ENSO调制太平洋-NTA年际联系，而NTA提前ENSO的关系决定于ENSO循环特征。
张老师随后介绍了ENSO-IOD的年际联系同样由ENSO调制。观测中IOD超前ENSO 14个月统计关系由ENSO自身循环特征决定，在ENSO转换年，秋季IOD和明年冬季ENSO呈负相关，而在ENSO持续年，呈正相关。CMIP6多模式结果同样验证了这一结论，并通过建立ENSO-IOD理论模型发现，IOD超前ENSO的统计关系与ENSO周期呈正相关，与ENSO循环规律性呈负相关。
图3 观测到的IOD超前ENSO的统计关系取决于ENSO循环。
报告的最后，张老师总结道年际尺度上ENSO在热带三大洋相互作用过程中处于主导地位，其他大洋海气信号例如NTA、IOD并不能作为ENSO预测的可能前兆因子；热带北大西洋、印度洋与太平洋的年际联系都由ENSO主导，ENSO自身循环的复杂性是三大洋关系变化的物理原因。
张文君教授的报告系统地讲述了ENSO预测的初衷和现状、热带太平洋-北大西洋/印度洋海温之间的年际联系以及ENSO通过周期和循环规律性在其中起的主导作用。将近一小时的精彩报告得到了公司师生和许多外校师生的热情响应，参会的老师和同学就报告中的相关问题展开了讨论交流，增进了对热带三大洋相互作用及ENSO预测的认识和理解。
参考文献
F. Jiang, W. Zhang*, F.-F. Jin, M. Stuecker, R. Allan. 2021: El Nino pacing orchestrates inter-basin Pacific-Indian ocean interannual connections. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL095242. https://doi.org/10.1029/2021GL095242.
W. Zhang*, F. Jiang, M. Stuecker, F.-F. Jin#, A. Timmermann. 2021: Spurious North tropical Atlantic precursors to El Nino. Nature Communications, 12, 3096, https://doi.org/10.1038/s41467-021-23411-6.
Wang, C. 2019：Three-ocean interactions and climate variability: A review and perspective. Climate Dynamics, 53(7), 5119–5136. https://doi.org/10.1007/s00382-019-04930-x