北太平洋经向模态(NPMM)是副热带东北太平洋海气耦合变化的主导模态,春季NPMM对ENSO的发生发展有重要的影响。NPMM事件可以由热带海温激发,也可以由热带外随机大气过程触发,其中冬季北太平洋涛动(NPO)被认为是驱使春季NPMM形成的主要信号(图1a,b)。
图1 1-3月平均海平面气压异常对(a)1-3月平均NPO指数,(b)春季NPMM指数的回归系数;(c)与春季NPMM指数的相关系数;(d)1-3月平均海平面气压变化的标准差。
然而,最近的研究认为单一的NPO并不充分解释NPMM的来源,有研究表明存在其他的热带外大气模态对NPMM的预测性与NPO相当。那么,触发NPMM的关键大气信号是什么?如何理解触发NPMM的热带外大气信号来源多样性?以及热带外随机大气过程与热带海温激发NPMM有无共同点?
博士研究生王译铭和鲍名教授在研究中注意到,北太平洋中高纬度海平面气压变化的标准差比低纬度的显著地高(图1d),这说明根据对春季NPMM指数超前回归所得到的1-3月平均异常海平面气压场很可能会放大中高纬度的信号同时缩减低纬度的信号,呈现出像NPO的热带外海平面气压场模态。而相关分析的结果表明,位于低纬度的夏威夷群岛附近区域的海平面气压变化与NPMM存在最大的相关性(图1c)。
研究进一步指出,夏威夷群岛附近区域的海平面气压异常可以独立于NPO触发NPMM的形成,反之则不然。包括NPO在内的北太平洋热带外大气模态实际上是通过空间部分重叠“打靶”到夏威夷群岛附近这一关键区域而触发NPMM的,这也意味着一个非标准的NPO可能比一个标准的NPO更容易触发NPMM。通过比较大气再分析资料和CMIP6模式的结果发现,夏威夷群岛附近区域的海平面气压异常的关键和独立作用在观测和多模式中均可被证实。此外,还研究了关键区海平面气压异常的来源与中部型ENSO事件之间的可能联系。
该研究对NPMM的触发机制提出了一个新的观点和认识,这为未来NPMM和ENSO的相关机制研究以及热带外大气与ENSO的相互作用研究提供了有意义的参考。
论文信息:
Wang, Y., and M. Bao, 2025: Anomalous Hawaiian Sea Level Pressure Is Key to Initiate the North Pacific Meridional Mode. J. Climate, 38, 203–217, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0753.1.