中国气象学会气象青年科技交流会暨2022年青年科学家论坛

308 / 2022-06-24 11:07:25

南海是太平洋-北美型遥相关（PNA）的一个生成源

南海；太平洋-北美型遥相关；梁氏信息流；因果推断；热带强迫

      太平洋-北美型遥相关（PNA）是北半球中高纬大气最显著的遥相关模态之一。在PNA的发生发展机制中，目前普遍认可的除了大气内部作用之外，主要是来自El Niño-南方涛动（ENSO）的作用。然而，我们最近的研究（Zhang & Liang 2021）表明，南中国海也是PNA发生的一个重要源地。

      本研究利用基于第一性原理严格推导的定量因果推断工具——梁氏信息流，首次揭示了南海对PNA的因果作用。从海表温度距平（SSTA）到PNA指数的信息流除了再现了ENSO的因果作用外，在南海同样呈现了一个明显的大值区或因果中心（如图1示）。南海对PNA的因果性具有很强的局地性，并对于不同时间段和不同资料都很稳健；另外，基于多变量信息流的因果推断表明，南海对PNA的因果作用是独立于ENSO的。通过分析南海区域平均SSTA到250hPa和500hPa位势高度距平的信息流（如图2示），南海的影响确实能到达太平洋-北美区域。

      为验证新揭示的因果作用，我们设计了一系列敏感性数值试验。结果表明，较强的正（负）南海SSTA会激发正（负）位相的类PNA响应（如图3示，以正位相为例）。该响应由前兆反气旋（气旋）中心引导，沿急流波导传播，而后在急流出口区频散，将能量带到太平洋和北美。研究还诊断了Rossby波源，结果表明，正（负）南海SSTA在南海北部产生负（正）波源，从而激发引导响应波列的反气旋（气旋）中心。

      本研究表明，在对PNA做动力学研究以及预报时，南海的作用很重要，不可忽视。