近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）王鑫团队在ENSO预测方面取得新进展，相关研究成果发表在国际期刊Geophysical Research Letters上。LTO助理研究员黄晶为第一作者，LTO研究员王鑫和研究员王春在为共同通讯作者，合作者还包括LTO高级工程师陈昇和中山大学副教授范汉杰。

厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation, ENSO）是季节至年际尺度气候预测的主要来源，准确预测ENSO可为多个地区提供重要的气候预测信息。尽管热带大西洋对全球气候具有显著影响，但其与ENSO之间的关联仍存争议。部分研究认为ENSO与热带大西洋气候模态之间存在相互作用，但也有研究指出，大西洋对太平洋的强迫可能只是ENSO自相关效应的体现。因此，热带大西洋在ENSO预测中的作用尚需更多证据支持。

本研究利用卷积神经网络（convolutional neural network, CNN）重新评估了热带大西洋在ENSO预测中的作用，并借助起搏器试验（pacemaker simulations）阐明CNN结果背后的物理过程。CNN结果表明，相较于其他季节，夏季热带大西洋对后续ENSO的预测技巧最高，最长预测时效可达九个月。夏季是热带大西洋影响ENSO预测的阈值季节，其前后的预测技巧存在显著差异。起搏器试验为CNN结果提供了物理解释：在夏季，热带大西洋的暖海温异常叠加在赤道辐合带位置之上，会引起更强的深对流响应，激发跨海盆的大气波动以增强沃克环流。沃克环流的增强进一步强化热带太平洋东风，改变温跃层结构，通过Bjerknes反馈最终在随后的冬季形成拉尼娜事件。这种始于夏季的海盆间联系显著提升了ENSO的可预测性。相比之下，春季热带大西洋的海气耦合所引发的大气响应较弱，主要因其海温异常远离赤道辐合带，难以引发强对流，因此春季热带大西洋对后续ENSO的可预测性较低。

该研究由国家自然科学基金项目和中国科学院南海海洋研究所自主部署项目共同资助。

相关论文信息：Huang, J., Wang, X., Wang, C., Fan, H., & Chen, S. (2026). Summer tropical Atlantic influence on ENSO predictability revealed by deep learning and dynamical pacemaker simulations. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL120426.

原文链接：https://doi.org/10.1029/2025GL120426

图1 Niño3.4指数的预测技巧随预测超前月数的变化。CNN-Global试验的全季节预测（黑色实线）、CNN-Atlantic试验的全季节预测（红色实线）以及CNN-Atlantic试验中起始于夏季的预测（蓝色实线）。灰色虚线代表0.5，为有效预测技巧的阈值。

图2 (a) CESM-Ctrl和(b) CESM-Atlantic试验中，回归到夏季热带大西洋海温异常指数的纬向平均（60°W-15°E）降水异常（填色；单位：mm/day）和海温异常（紫色等值线；单位：K）的演变。降水异常超过95%置信水平的区域用黑点表示。仅显示海温异常超过95%置信水平的部分。(c), (d)与(a), (b)类似，但为春季热带大西洋海温异常指数的回归结果。(e) CESM-Atlantic试验中纬向平均（60°W-15°E）的气候态降水演变（单位：mm/day）。