近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）和广东省海洋遥感与大数据重点实验室王鑫团队在厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation,ENSO）的季节锁相机制方面取得新进展。研究人员结合资料分析、动力诊断以及数值模拟试验，揭示了ENSO的季节锁相与太平洋暖池反对称经向结构的关联。相关成果发表在《Journal of Climate》上，韦圣标助理研究员为第一作者，王鑫研究员为通讯作者，合作者还有南京信息工程大学的张文君教授和夏威夷大学的Fei-Fei Jin教授。

ENSO发生于热带中东太平洋，是年际尺度上最强的海气相互作用现象，能剧烈影响全球的天气和气候系统。因此，深入理解其生成和消亡机制十分有必要。ENSO最突出特征之一是其生命周期的演变与季节循环耦合，即ENSO通常发展于春末和夏初，在秋季增强，冬季达到盛期，随后迅速衰弱并在次年夏季消亡。尽管该特征早在几十年前已被注意到，但相关机制尚未完全了解。

过去的研究表明，赤道异常纬向风在冬季突然往南移至南纬5°–8°是ENSO峰值出现在冬季的一个重要贡献因子。研究团队重新审视了这一现象，提出了新的见解。有别于过去分析赤道以南的纬向风增强，研究团队从直接影响ENSO演变的赤道风应力减弱的角度出发，发现赤道以南纬风增强与赤道上风应力减弱受不同的物理过程调控，二者并不等价。赤道以南纬风增强可以由动力摩擦的南北不对称、南北非对称加热及经向风所致动量平流单独或共同引起；而赤道上风应力的减弱则是赤道纬向压力梯度与经向动量平流相互竞争的结果，仅当经向动量平流负反馈的变化强于纬向压力梯度的增强时，赤道上风应力才会出现减弱。由于南半球中太平洋全年维持暖海温，气候态南北反对称经向、纬向风的年循环呈现夏季和冬季不对称—冬季强于夏季，因此冬季的经向动量平流负反馈更强，其增强能抵消压力梯度的季节性增强而致使赤道风应力减弱，从而促进冬季之后ENSO的衰退。

该研究提出了ENSO季节锁相成因与太平洋暖池反对称经向结构关联的新见解，厘清了太平洋暖池经向结构如何致使ENSO峰值出现于冬季的物理机制。研究结果深化了我们对ENSO生成和消亡演变机理的认识，对提高ENSO模拟具有潜在的帮助。

本研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院南海海洋所自主项目等共同资助。

相关论文信息：Wei,S.,X. Wang,W. Zhang,and F. Jin,2025: Weakening of Equatorial Zonal Wind Stress during the Mature Phase of ENSO Tied to the Meridional Structure of the Pacific Warm Pool. J. Climate,38,3709–3728,https://doi.org/10.1175/JCLI-D-24-0537.1.

文章链接：https://doi.org/10.1175/JCLI-D-24-0537.1.  

图  ENSO峰值出现于冬季受太平洋暖池经向结构影响的示意图。（a）夏季和秋季情形，海表面温度（填色）在南北皆暖，使得经向动量平流（黄色箭头）量值微弱，有利于赤道纬向风应力（绿色箭头）增强。（b）冬季和春季情形，海表面温度在南半球强于北半球，放大了经向动量平流，使得冬季期间经向平流负反馈的增强可以抵消赤道压力梯度的增加，引起赤道风应力减弱，从而促使ENSO的海表面温度异常（SSTA）在冬季之后出现衰退。