针对1979-2018年的ENSO事件进行合成，发现当ENSO在北半球冬季强度达到顶峰时，海温异常最大值位于赤道上，而纬向风异常的最大值移动到了赤道以南。El Niño和La Niña事件都存在此现象。基于动量方程对赤道南北两侧纬向风的定量诊断结果，对ENSO纬向风异常南偏现象的发生提出了一个“两步”的物理机制（图1）。第一步是经向平流导致纬向风南移。以El Niño为例，发生发展阶段，中太平洋的西风异常最大值出现在赤道上，北半球冬季时，随着SPCZ的建立，背景风场出现跨赤道北风，这种气候的跨赤道北风把赤道上的西风异常往南平流，这种经向平流的不对称导致了西风异常的南移。第二步是反对称的不稳定模态对异常纬向风不对称的维持和加强。西风异常在经向平流的作用下往南半球移动，异常西风会把平均水汽从暖池向东平流，平均水汽增加，有利于赤道以南降水异常增加。异常西风叠加上气候的东风信风，导致风速降低，蒸发减少，有利于赤道以南海温异常升高。这两个正反馈导致了反对称不稳定模态的建立和维持，降水和海温在南半球的增加通过气压梯度力和科氏力的作用进一步有利于南半球的西风异常。第一步是经向平流对异常纬向风的南移起到了一个触发的作用，第二步是对异常纬向风的不对称起到了维持和加强的作用。
图1 解释ENSO纬向风异常南偏现象的“两步”机制。
相关论文发表情况
Gong Y.-H., and T. Li, 2021: Mechanism for Southward Shift of Zonal Wind Anomalies During the Mature Phase of ENSO. Journal of Climate, 34, 8897-8911. (第一资助)
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