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科学通报 2025年

作者：蔡文炬耿涛贾凡吴硕王浩东崂山实验室中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心物理海洋教育部重点实验室中国科学院海洋研究所中国科学院海洋环流与波动重点实验室

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)现象发生和发展于赤道太平洋,可对全球气候产生深远影响,因此理解其对全球变暖的响应机理至关重要.本文总结回顾了2021年以来学界在该方向的最新研究进展.最新一代气候模式结果表明,随着全球变暖对海表面温度的... 详细信息

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)现象发生和发展于赤道太平洋,可对全球气候产生深远影响,因此理解其对全球变暖的响应机理至关重要.本文总结回顾了2021年以来学界在该方向的最新研究进展.最新一代气候模式结果表明,随着全球变暖对海表面温度的强迫影响逐渐超过年代际气候内部变率的作用,热带东太平洋呈现出变暖速度快于周边海区的“类厄尔尼诺”型平均态增暖现象.此外, 1960年以来观测到的ENSO变率显著增强,表现为强厄尔尼诺、强拉尼娜和多年持续型拉尼娜事件的增多,这与模式预估的ENSO变率在2100年前增强一致.预计到2030年,温室气体增暖导致的赤道东太平洋海表面温度变率的增强可以使其显著超过自然变率波动本身.与此同时,热带太平洋平均态的变化和ENSO变率的增强加剧了热带和副热带北太平洋之间的双向耦合,增强了西太平洋副热带高压及热带北大西洋海温的变率,加速了南极陆架水的变暖,并加重了变暖导致的全球经济负担.若全球变暖持续到2300年,赤道太平洋将发展成东部显著升温的永久性“类厄尔尼诺”状态,而ENSO变率将从2100年之前的增强转变为之后的快速减弱,表明ENSO对全球变暖的强非线性响应特征.

关键词：厄尔尼诺-南方涛动全球变暖强厄尔尼诺连续拉尼娜

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厄尔尼诺-南方涛动影响下月尺度水文模型参数可移植性

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同济大学学报（自然科学版） 2023年第1期51卷 75-82页

作者：陈浩许月萍郑超昊郭玉雪浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江水利水电学院水利与环境工程学院浙江杭州310018

以浙江省3个流域作为研究对象,采用两参数月水量平衡模型(XM模型)和四参数月水量平衡模型(ABCD模型),结合极大似然不确定性估计方法(GLUE)对水文模拟的不确定性区间进行估计,在此基础上,研究不同模型在ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)和不同流... 详细信息

以浙江省3个流域作为研究对象,采用两参数月水量平衡模型(XM模型)和四参数月水量平衡模型(ABCD模型),结合极大似然不确定性估计方法(GLUE)对水文模拟的不确定性区间进行估计,在此基础上,研究不同模型在ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)和不同流域地理情况下的参数移植能力。结果表明,厄尔尼诺时期的参数移植至拉尼娜时期,模型模拟效果要略好于拉尼娜时期的参数移植至厄尔尼诺时期;参数少的模型(XM模型)参数移植合格率要优于参数多的模型(ABCD模型);相邻流域间的参数移植效果要明显优于距离较远的流域;ABCD模型具有更好的空间可参数移植能力。

关键词：水文模型参数移植性月尺度 ABCD模型厄尔尼诺-南方涛动

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厄尔尼诺-南方涛动研究进展

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科学通报 2024年第8期69卷 1047-1057页

作者：张晓琳马永星大连海事大学航海学院大连116085 Department of Earth and Planetary Sciences Kyushu UniversityFukuoka 819-0395Japan Fisheries and Oceans Canada Bedford Institute of OceanographyDartmouth B2Y 4A2Canada

厄尔尼诺-南方涛动(El Nino and Southern Oscillation,ENSO)对全球气候都具有重要的影响,如印度洋季风、秘鲁沿岸的渔业生产以及北美的气候等.过去的研究在ENSO的观测、理论、预报和数值模拟等方面都取得了长足的进展,但依然有很多问... 详细信息

厄尔尼诺-南方涛动(El Nino and Southern Oscillation,ENSO)对全球气候都具有重要的影响,如印度洋季风、秘鲁沿岸的渔业生产以及北美的气候等.过去的研究在ENSO的观测、理论、预报和数值模拟等方面都取得了长足的进展,但依然有很多问题尚待解决.本文简要地回顾了过去在ENSO的相关理论、预报、非对称性以及年代际变化、古气候下的变化以及数值模拟方面的研究:首先回顾了ENSO盛行的几组理论,具体包括Bjerknes正反馈机制、延迟振子理论、充放电振子理论、平流反射振子理论以及西太平洋振子理论.其次,系统地总结了厄尔尼诺常用的预报方法以及预报因子(如暖水体积、西太平洋风场、印度洋-太平洋风场的积分及赤道流场等),并讨论了目前预报仍然存在的局限性;非对称性和年代际变化是ENSO重要的特征,本文详细地阐述了这方面的相关研究进展及存在的问题.再次,介绍了关于ENSO的古气候研究目前所取得的成果以及主要结论,并对数值模拟方面仍然存在的问题及ENSO对其他海盆的影响进行了讨论;最后,对上述相关方面存在的不足以及亟待解决的问题进行了探讨和总结.

关键词：厄尔尼诺-南方涛动动力学机制预报古气候盐度海盆间相互作用

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厄尔尼诺-南方涛动时滞海气振子耦合模型的周期解

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物理学报 2011年第3期60卷 23-26页

作者：王雯徐燕鲁世平安徽师范大学数学计算机科学学院芜湖241003

运用重合度理论探讨了一类非线性问题的周期解的存在性.然后将其应用于一个厄尔尼诺-南方涛动时滞海气振子耦合模型周期解问题的研究,获得到了该模型存在周期解的新结果.

关键词：非线性厄尔尼诺-南方涛动周期解

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厄尔尼诺-南方涛动时滞海-气振子耦合模型

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物理学报 2006年第7期55卷 3229-3232页

作者：莫嘉琪王辉林万涛安徽师范大学上海高校计算科学E-研究院上海交通大学研究所上海200240 中国气象科学研究院中国科学院大气物理研究所

研究了一个时滞海-气振子模型.利用摄动理论和方法,得到了海-气振子模型解的渐近展开式.

关键词：非线性时滞厄尔尼诺-南方涛动海-气振子

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厄尔尼诺-南方涛动海-气振子系统的同伦映射解（英文）

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工程数学学报 2017年第4期34卷 437-448页

作者：史娟荣林万涛莫嘉琪安徽机电职业技术学院芜湖241002 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 安徽师范大学数学系芜湖241003

厄尔尼诺-南方涛动是一个涉及赤道太平洋海-气交互作用的年际现象.本文的目的是创建一个求解厄尔尼诺-南方涛动模型非线性系统的渐近方法.首先利用线性齐次常微分系统的特征值理论得到了对应初值问题的解,并以此解为原系统的零次近似解... 详细信息

厄尔尼诺-南方涛动是一个涉及赤道太平洋海-气交互作用的年际现象.本文的目的是创建一个求解厄尔尼诺-南方涛动模型非线性系统的渐近方法.首先利用线性齐次常微分系统的特征值理论得到了对应初值问题的解,并以此解为原系统的零次近似解,然后利用同伦映射关系式依次构造原系统的各次迭代解,最后在这基础上借助同伦映射方法研究了厄尔尼诺南方涛动系统海-气振子对应问题的渐近解,并证明了得到的渐近解的一致有效性.从得到的结果看出,同伦映射方法能够用于分析厄尔尼诺-南方涛动系统在赤道东太平洋中的海表温度异常和海-气振子的温跃层深度异常.

关键词：非线性厄尔尼诺-南方涛动海-气振子

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厄尔尼诺—南方涛动对呼吸道传染病流行的影响及对策研究

厄尔尼诺—南方涛动对呼吸道传染病流行的影响及对策研究

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作者：唐青芸重庆交通大学

学位级别：硕士

呼吸道传染病是我国主要的传染病,对气候条件高度敏感。目前,在全球气候变化的背景下,控制呼吸道传染病的流行仍然是我国重大的公共卫生问题。厄尔尼诺-南方涛动(El Ni(?)o-Southern Oscillation,ENSO)是最强烈的年际气候变化模式,已被... 详细信息

呼吸道传染病是我国主要的传染病,对气候条件高度敏感。目前,在全球气候变化的背景下,控制呼吸道传染病的流行仍然是我国重大的公共卫生问题。厄尔尼诺-南方涛动(El Ni(?)o-Southern Oscillation,ENSO)是最强烈的年际气候变化模式,已被证实是人类不良健康结果的主要气候驱动因素。然而,有关ENSO与我国呼吸道传染病流行的联系的研究尚少。因此,有必要探讨ENSO与呼吸道传染病流行的关系,为我国呼吸道传染病传播提供早期的气候预警,对于控制呼吸道传染病的流行具有重要的意义。首先,本文选用我国2007-2018年31个省份的面板数据,结合宏观健康生产函数,利用系统广义矩量法(System Generalized Method of Moments,系统GMM),构建动态面板模型。在控制经济与社会环境因素的情况下,从整体的角度实证分析ENSO对呼吸道传染病发病率的影响,并考察ENSO随着收入水平和教育水平的变化对呼吸道传染病发病率的差异化影响。结果表明:(1)ENSO的正向变化会导致呼吸道传染病发病率的增加,Ni(?)o1+2指数每增加1℃,呼吸道传染病发病率增加3.977%。(2)收入水平的提高可以遏制ENSO对呼吸道传染病发病率的影响。当人均可支配收入较低时,Ni(?)o1+2指数每增加1℃,呼吸道传染病发病率增加9.494%;当人均可支配收入较高时,Ni(?)o1+2指数每增加1℃,呼吸道传染病发病率增加1.248%。(3)教育水平的提高可以削弱ENSO对呼吸道传染病发病率的影响。当15岁及以上文盲人口比例较高时,Ni(?)o1+2指数每增加1℃,呼吸道传染病发病率增加8.112%;当15岁及以上文盲人口比例较低时,Ni(?)o1+2指数每增加1℃,呼吸道传染病发病率增加2.737%。其次,基于莫兰指数和热点分析,对呼吸道传染病发病率进行时空特征分析,并通过构建时空地理加权回归(Geographical Temporal Weighted Regression,GTWR)模型,从局部的角度测度ENSO、经济和社会环境因素对呼吸道传染病发病率在时空上的差异化影响。结果表明:(1)从时间上看,各省的呼吸道传染病发病率变化较平稳。从空间上看,呼吸道传染病发病率呈现出西部>中部>东部、南部>北部的不均衡分布模式。(2)从时间上看,ENSO对呼吸道传染病发病率的正向影响总体呈现减弱的趋势,但在2014年前后出现短暂的波动。从空间上看,ENSO对不同区域的呼吸道传染病发病率的正向影响存在差异,表现为由我国西部向东部递减,由南部向北部递减的模式,与呼吸道传染病发病率的分布模式基本一致。因此,ENSO是导致呼吸道传染病发病率不均衡分布的主要驱动因素。(3)收入水平和教育水平对呼吸道传染病发病率的影响也存在时空异质性。最后,根据实证分析结果,本文提出政府应加强呼吸道传染病的ENSO早期预警机制,在西部和南部地区重点建立ENSO与呼吸道传染病的综合监测体系。同时,对于低收入水平和低教育水平地区的居民制定有针对性的医疗保障政策和预防措施。

关键词：厄尔尼诺-南方涛动呼吸道传染病系统GMM动态面板模型时空地理加权回归模型

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厄尔尼诺-南方涛动期间中太平洋大气子午环流的不对称性及其与热带气旋的联系

厄尔尼诺-南方涛动期间中太平洋大气子午环流的不对称性及其与热...

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作者：李韬广东海洋大学

学位级别：硕士

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是最重要的气候变化,其特点是赤道太平洋海表变暖(厄尔尼诺)和变冷(拉尼娜)。热带气旋(TC)和子午环流是最具影响力的天气事件和气候现象之一。但是,尚不清楚ENSO期间TC和子午环流异常(MCA)的联系。因此,本研究基... 详细信息

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是最重要的气候变化,其特点是赤道太平洋海表变暖(厄尔尼诺)和变冷(拉尼娜)。热带气旋(TC)和子午环流是最具影响力的天气事件和气候现象之一。但是,尚不清楚ENSO期间TC和子午环流异常(MCA)的联系。因此,本研究基于1980年至2018年的数据集调查了TC的功率耗散指数(PDI)和MCA的质量流函数(MSF)。结果表明,厄尔尼诺(拉尼娜)期间,北太平洋的TC、与南北太平洋的MCA不对称性具有密切联系。在厄尔尼诺(拉尼娜)发展年的5月至10月,北太平洋存在异常上升(下沉)气流,影响北太平洋的MCA响应ENSO事件发展。而南太平洋MCA响应ENSO事件快速发展,加强了南北太平洋MCA的不对称性。这种现象可能受到赤道西风,北太平洋相对涡度场和暖洋面的综合影响,这种作用受ENS O驱动。在厄尔尼诺期间,EWW在赤道北部产生气旋涡,相对涡度增加。相对涡度的增加伴随着季风槽,导致降水和异常上升流增强。这种综合影响的背景有利于TC的产生和发展。我们的结果强调了ENSO期间TC和MCA不对称性的联系可以产生于赤道西风,北太平洋相对涡度场和暖洋面的综合影响,从而为TC和MCA之间的联系提供了部分解释。

关键词：厄尔尼诺-南方涛动热带气旋子午环流不对称性

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厄尔尼诺-南方涛动和平流层准两年振荡对我国对流层臭氧的协同控制作用

厄尔尼诺-南方涛动和平流层准两年振荡对我国对流层臭氧的协同控...

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作者：李梦云南京信息工程大学

学位级别：硕士

近年来臭氧已成为影响我国空气质量的主要污染物,对流层高浓度臭氧会危害人体健康和生态环境。臭氧浓度受到排放和气象条件的共同影响。厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是地球气候系统中最显著的年际变率,平流准两年振荡(QBO)是赤道平流层纬向... 详细信息

近年来臭氧已成为影响我国空气质量的主要污染物,对流层高浓度臭氧会危害人体健康和生态环境。臭氧浓度受到排放和气象条件的共同影响。厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是地球气候系统中最显著的年际变率,平流准两年振荡(QBO)是赤道平流层纬向风的主要模态。ENSO和QBO对全球的大气环流和天气状况具有重要影响,并进一步调节中国对流层臭氧的生成和时空分布。本研究基于GEOS-Chem模式定量评估了ENSO和QBO对中国夏季对流层臭氧的单独和协同调制作用,并通过气象要素分析和过程分析等方法解释其影响机制。(1)探究了1997/98和2015/16年强厄尔尼诺事件对中国夏季近地表臭氧浓度的影响。结果发现在两次强厄尔尼诺事件发展阶段夏季,中国南部臭氧浓度增加3 ppb,这是由于南风减弱造成了臭氧的积累。此外,1997年夏季中国东北地区臭氧增加超过6 ppb,这主要是由于高温晴朗低湿等气象条件导致臭氧化学生成增加。相反,在两次事件衰减阶段夏季,随着海温模态转变为冷位相,中国大部分区域臭氧浓度呈下降趋势。研究结果表明,强厄尔尼诺事件对中国夏季臭氧浓度变化具有重要影响。(2)探究了1990-2019年ENSO对中国夏季对流层臭氧的影响。结果发现Ni(?)o3.4指数与中国近地表臭氧浓度呈正相关,尤其是在中国南部,相关性达到+0.55。相比于拉尼娜年,厄尔尼诺年中国南部臭氧浓度增加可达9 ppb(20%),并且ENSO对臭氧的调制作用延伸到对流层中上层。中国南部南风异常减弱导致臭氧积聚是造成厄尔尼诺年臭氧浓度增加的主要原因。与拉尼娜年相比,厄尔尼诺年中国南部近地表臭氧增加量约74%来源于本地的人为排放。研究结果表明,厄尔尼诺对中国夏季臭氧浓度变化产生重要作用。本研究强调了ENSO在调节中国对流层臭氧浓度方面的重要性。(3)探究了QBO对中国臭氧浓度年际变化的影响。结果发现QBO与中国夏季近地表臭氧浓度的直接相关性并不显著,但是当热带东太平洋异常偏暖时,QBO指数与中国中部臭氧浓度呈显著正相关关系(+0.53),这表明QBO对中国夏季臭氧浓度的调制作用受到ENSO位相的影响。热带东太平洋海温暖异常时,西风年中国中部近地表臭氧比东风年增加约3 ppb,结合气象要素和过程分析表明,中国中部臭氧增加主要是由于热带东太平洋海温暖异常时,QBO西风年垂直风场受到抑制,导致臭氧从大气中上层异常向下输送。这一工作强调了在热带东太平洋暖海温(ENSO暖相)时QBO对中国夏季臭氧浓度具有显著调制作用。

关键词：臭氧中国厄尔尼诺-南方涛动平流层准两年振荡

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MEPM模型:基于深度学习的多变量厄尔尼诺-南方涛动预测模型

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地球科学与环境学报 2024年第3期46卷 285-297页

作者：方巍张霄智齐媚涵南京信息工程大学计算机学院江苏南京210044 南京信息工程大学数字取证教育部工程研究中心江苏南京210044 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210041 中国气象局武汉暴雨研究所中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室湖北武汉430205 苏州大学江苏省计算机信息处理技术重点实验室江苏苏州215006

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是发生在热带太平洋年际时间尺度的海-气相互作用的异常现象,并由Nino3.4指数表征其发生情况;除此之外,ENSO与众多极端气候事件密切相关。因此,有效的ENSO预测对于预防极端气候事件和深入研究全球气候变化具有... 详细信息

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是发生在热带太平洋年际时间尺度的海-气相互作用的异常现象,并由Nino3.4指数表征其发生情况;除此之外,ENSO与众多极端气候事件密切相关。因此,有效的ENSO预测对于预防极端气候事件和深入研究全球气候变化具有重要意义。然而,目前基于深度学习的ENSO预测大多数是预测一个指数或者单一变量,对于模拟多气候要素下的ENSO预测研究较少。通过提出一种利用多气候变量的ENSO预测模型——MEPM模型,其中包括多变量信息提取模块(MIEM)和时空融合模块(STFM),捕获不同气候变量在时空上的相互依赖性,进而提高ENSO预测的准确性。选取了纬向风应力异常(τ_(x))、经向风应力异常(τ_(y))、海表温度异常(SSTA)和海表下150 m温度异常(SSTA150)4个变量的距平值进行ENSO预测。结果表明:MEPM模型在提前11个月的Nino3.4指数相关技巧上分别比北美多模型集合中的动力预报系统CanCM4、CCSM3和GFDL-aer04高10%、20%和14%。此外,MEPM模型在中期Nino3.4指数相关技巧上显著优于其他深度学习模型,并可提供长达17个月的有效预测。

关键词：气候变化厄尔尼诺-南方涛动多气候变量深度学习时空序列预测卷积神经网络

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