近日，中國科學(xué)院海洋研究所王凡團(tuán)隊(duì)在Nature Communications發(fā)文揭示海洋次表層混合對中部型（CP）厄爾尼諾和南方濤動（ENSO）的非絕熱正反饋機(jī)制。
ENSO是海洋-大氣系統(tǒng)最顯著的年際變化，但21世紀(jì)以來，伴隨著CP?ENSO的增多，人們對ENSO的預(yù)測技巧卻減弱。這表明，人們對ENSO的一些關(guān)鍵熱動力學(xué)認(rèn)知還存在不足。海洋次表層湍流混合以非絕熱方式將熱量從混合層底向下傳遞，是影響海表溫度的一個(gè)重要過程。然而，由于直接觀測資料匱乏，次表層混合對ENSO的影響，尤其是其對CP?ENSO和東部型（EP）ENSO多樣性的作用，從未得到確認(rèn)。
本研究創(chuàng)新性提出了一種基于Argo剖面觀測數(shù)據(jù)的赤道太平洋混合層底湍流混合參數(shù)化方案，從而首次提供了大量的混合層底垂向擴(kuò)散系數(shù)以及湍流熱通量估算數(shù)據(jù)。據(jù)此，進(jìn)一步揭示了由湍流熱通量導(dǎo)致的非絕熱效應(yīng)與CP ENSO循環(huán)存在顯著的正反饋關(guān)系：一方面，次表層湍流混合主導(dǎo)了El Ni?o和La Ni?a生長期的海面溫度變化，另一方面，其強(qiáng)度又被El Ni?o和La Ni?a相應(yīng)的風(fēng)應(yīng)力及次表層不穩(wěn)定條件所控制。相反，由湍流熱通量導(dǎo)致的非絕熱效應(yīng)不能明顯促進(jìn)EP ENSO的發(fā)展，也不能被EP ENSO顯著決定。
本研究提出的非絕熱機(jī)制是促進(jìn)CP ENSO發(fā)展的一個(gè)主要機(jī)制，是對傳統(tǒng)絕熱ENSO理論的重要補(bǔ)充。該結(jié)果提示，為提高ENSO預(yù)報(bào)水平，次表層湍流混合必須在氣候預(yù)報(bào)模式中得到準(zhǔn)確的表征。
CP ENSO非絕熱正反饋理論機(jī)制示意圖
該成果發(fā)表在Nature Communications。第一、二作者分別為中國科學(xué)院海洋研究所劉傳玉和王凡研究員（也是共同通訊作者），合作作者包括漢堡大學(xué)海洋研究所Armin K?hl博士、中國科學(xué)院海洋研究所王曉瑋助理研究員、中國科學(xué)院南海海洋研究所王春在研究員，以及夏威夷大學(xué)Kelvin J. Richards教授等。該研究受到中國科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
