北大西洋地区气候准20年周期的观测和模拟分析

傅心雨,陶丽

摘要 北大西洋地区除了存在约70 a周期的AMO（Atlantic Multidecadal Oscillation，北大西洋年代际振荡）之外，历史长期气候记录中英格兰温度（Central England Temperature，CET）与格陵兰冰芯净雪累计率还存在显著的20 a周期波动。本研究利用CCSM4（Community Climate System Model version 4）耦合模式工业革命前控制试验（piControl）结果中的海表面温度（Sea Surface Temperature，SST），通过10～50 a带通滤波与扩展经验正交函数（Extended Empirical Orthogonal Function，EEOF）分解，得到在北大西洋副极地海区存在准20 a振荡的逆时针旋转模态。此周期与其临近地区的CET、格陵兰冰芯净雪累计率的准20 a振荡周期相吻合，说明这种北大西洋副极地海区准20 a振荡的海洋模态与其临近地区的大气准20 a振荡之间可能存在相应的联系。进一步利用CAM4（the Community Atmosphere Model version4）大气模式，以北大西洋副极地海区准20 a振荡SST旋转模态为强迫场进行敏感性试验，进一步验证了这种联系。

关键词 历史长期记录;SST;20 a;旋转模态;敏感性试验

海洋年代际变化研究最直观就是对海表面温度（Sea Surface Temperature，SST）进行研究（宋晗等，2021）。在大西洋中的众多年代际信号中最显著的信号之一就是北大西洋年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation，AMO）。AMO是地球系统中最重要的年代际气候变率之一，它是整个北大西洋的海盆模态，周期为50～70 a，振幅约为0.4 ℃（Schlesinger and Ramankutty，1994;Enfield et al.，2001;Knight et al.，2005;李双林等，2009）。AMO对巴西东部和非洲萨赫勒地区的降水、北大西洋地区的飓风、北美与欧洲的夏季降水以及东亚夏季风具有重要影响（Folland et al.，2001;McCabe et al.，2004;丁一汇等，2020）。AMO的形成可能与大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation，AMOC）的變化有关，与大西洋热量经向输送的变化相联系（Folland et al.，2001），也有学者认为AMO是受到热盐环流的驱动而产生（李双林等，2009;张福颖等，2012）。

Frankcombe et al.（2010）研究发现历史长期……