厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）是气候年际变率的关键驱动因素，对全球气候和社会经济都具有重要的影响，尤其是极端厄尔尼诺事件。由于其重要的气候作用，ENSO的预测一直是科学研究的重点。尽管近年来厄尔尼诺的数值预测方法取得了显著进展，但预测极端事件仍然是一个巨大的挑战。

早期研究表明，海表温度（SST）是影响ENSO事件强度的关键因素之一。例如，维多利亚模态（VM）、太平洋经向模（PMM）、南太平洋四极子（SPQ），以及跨盆地SST异常，如印度洋偶极子（IOD）、热带北大西洋（NTA）和大西洋多年代际振荡（AMO）等，都在ENSO的发生和发展中发挥着重要作用。深入了解海温对ENSO的影响，不仅有助于提高对全球气候的认识，还能为制定更有效的防灾减灾政策提供科学依据。

最近，bat365中文官方网站陈晓松教授团队提出了统计系综的本征微观态方法，并将这一方法应用于大气科学领域。基于该方法，研究人员发现了一种新的全球海温（SST）异常模态，称为大西洋-西太平洋年代际模态（AM-WPM）（见图1c）。研究表明，该模态能够提前6至8个月预测冬季极端厄尔尼诺事件（图1d）。当AM-WPM处于冷海温状态时，它将加强东太平洋的东风和西太平洋的西风，削弱沃克环流，从而为极端厄尔尼诺现象的发生创造条件。研究还发现，极端厄尔尼诺事件的频率可能与AM-WPM的年代际变化密切相关。基于海温构建的预测模型与观测ENSO指数的相关系数达到了0.73（图2）。这些分析结果表明，AM-WPM可能成为提高极端厄尔尼诺预测水平的重要指标之一。

图1: 1950-2022 年期间，前三大本征微观态的空间分布及其对应的时间序列与 Niño3.4 指数的超前滞后相关系数。（a, c, e）中的百分比为本征微观态对应的解释方差。（b, d, f）为超前滞后相关系数，横坐标正值和负值分别表示 Niño3.4 指数滞后或超前于对应的本征微观态。橙色点表示相关系数通过了99%的显著性检验。

图2: 1994-2016 年期间，Niño3.4 指数异常超过 0.5 °C 的情况下观测与预测值之间的相关系数和均方根误差 (RMSE，°C)。（a，c）每条细线代表单个动力模型结果，红粗线表示我们基于滑动建模构建的VI + Niño3.4模型的结果。粗黑线表示当前 16 个动力模型集合平均的结果。 (b) 和 (d) 同 (a) 和 (c) ，不同的是 VI + Niño3.4 模型的预测结果是通过留一法计算得出的。

该论文以 “Increased predictability of extreme El Niño from decadal interbasin interaction”为题于2024年12月9日正式发表在 Geophysical Research Letters 期刊上。bat365中文官方网站的博士后马旋和博士生梁日周为论文的共同第一作者，陈晓松教授和谢飞教授为共同通讯作者。合作者还包括中国气象局国家气候中心左金清研究员，以及bat365中文官方网站地理科学学部的孙诚教授和丁瑞强教授。该研究得到国家重点研发计划（2023YFE0109000）、国家自然科学基金（42305075, 12135003, 42375070）、博士后基金（BX20220039，2023M730301）的资助。

论文信息：

Xuan Ma†, Rizhou Liang†,Xiaosong Chen*, Fei Xie*, Jinqing Zuo, Cheng Sun, and Ruiqiang Ding. Increased predictability of extreme El Niño from decadal interbasin interaction.Geophysical Research Letters,51, e2024GL110943.(2024).

文章链接：https://doi.org/10.1029/2024GL110943