結合赤道及赤道外動力過程準確的預報聖嬰現象

 
 

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聖嬰現象是熱帶太平洋上最主要的變化模態,它對全世界的天氣和氣候都具有重要影響,由於這個全球性的變化會直接影響人類的生活甚至改變陸地及海洋的生態系統,例如1998年亞馬遜森林的嚴重乾旱。若能夠在幾個季節甚至一年前準確的預報聖嬰現象是現今全球科學家希望努力達成的目標,過去的聖嬰預報多以赤道海水熱容量為主要預報因子(如圖一),然而過去這些預報結果經過幾十年科學家不斷的驗證後發現,在西元2000年後聖嬰的可預報性大幅下降,且針對預報的起始月份在春季(約二至五月)時,不論是短期還是長期的預報都有明顯較不理想的現象(稱為春季障礙),也就是說在當年夏季之前這些預報模型都很難準確的預報年底是否會有聖嬰現象發生。最近由本所曾于恒教授帶領的團隊延續過去建立的聖嬰預報模型,結合赤道及赤道外海洋及大氣交互作用和動力過程發展出更準確預報聖嬰現象的方法,大大提高了科學家們預報聖嬰現象的能力,尤其是利用簡化的物理動力過程建立出的統計模型能在非常短的時間與資源內突破過去春季障礙預報的問題,這個預報模式為什麼能夠成功地改進聖嬰現象較長期的預報能力主要是因為赤道外海洋與大氣交互作用影響聖嬰演化過程的時間尺度較長,尤其是北太平洋中高緯度海平面氣壓的遙相關在西元2000年後主導了許多近期聖嬰的發展過程(圖一),聖嬰型態也因此有所改變,這個預報模型也參與了全球聖嬰預報最著名的IRI/CPC ENSO plume聖嬰預報(https://iri.columbia.edu/our-expertise/climate/forecasts/enso/current/),IRI/CPC 每個月定期發布的聖嬰預報是全球氣象單位聖嬰預報最主要參考的指標,相關研究已經發表在《Nature》系列期刊《Scientific Reports》。(撰稿:曾于恒,2020/03/28)

Chen, H.-C., Tseng, Y.H., Hu, Z.Z., Ding, R. (2020), "Enhancing the ENSO Predictability beyond the Spring Barrier," Sci. Rep., 10, 984.

圖一: 所有影響聖嬰預報最主要的預報子以及相關的動力機制,赤道外的預報子能夠藉由赤道外與赤道間的海氣交互作用逐漸影響到赤道地區的聖嬰發展。