文摘
厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是主要的和最重要的气候变化在地球上,和特点是变暖的赤道太平洋海面温度(太平洋)在厄尔尼诺阶段和冷却在拉尼娜阶段。ENSO事件往往centre-corresponding海温异常的位置最大的赤道太平洋中部(5°S-5°N, 160°e - 150°W)或赤道东太平洋(5°S-5°N, 150°-90°W);这两种截然不同的类型的ENSO事件被称为CP-ENSO EP-ENSO政权,分别。ENSO可能如何改变在未来的温室效应是未知的,由于缺乏跨模型的协议在回应的太平洋赤道东太平洋变暖。我们找到一个健壮的增加在未来EP-ENSO海温变化CMIP5气候模型中模拟两个截然不同的ENSO政权。我们表明,EP-ENSO海温异常模式,其中心有很大的不同从一个模式到另一个地方,因此不能由一个单一的海温指数观察中心。然而,尽管异常中心不同的位置在每个模型中,我们发现一个健壮的海温变化的增加在每个异常中心在大多数模型考虑。这种可变性的增加主要是由于greenhouse-warming-induced强化在赤道太平洋上层海洋分层,这增强了海气耦合。海温方差的增加意味着增加‘强大’EP-El尼诺事件的数量(对应于大型海温异常)和相关的极端天气事件。
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确认
这项工作是支持的南半球海洋研究中心QNLM和CSIRO之间的一个联合研究中心。后来,G.W. and A.S. are also supported by the Earth Systems and Climate Change Hub of the Australian Government’s National Environmental Science Program, and a CSIRO Office of Chief Executive Science Leader award. B.D. was supported by Fondecyt (grant number 1171861) and LEFE-GMMC. PMEL contribution number: 4817.
审核人信息
自然谢谢Y.-G。火腿和另一个匿名的评论家(s)为他们的贡献的同行评审工作。
作者信息
作者和联系
贡献
厕所构思研究和写了最初的手稿与l合作和最初G.W.执行生成的模型分析和最终的数据。最初分析大气和海洋之间的动力学耦合。响亮的,B.D., K.T., A.C., Y.Y. and M.J.M. contributed to interpretation of the results, discussion of the associated dynamics and improvement of the paper.
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突。
额外的信息
出版商的注意:施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。
扩展数据数据和表
扩展数据图1观察ENSO的属性多样性、CP和EP制度有关,和非线性Bjerknes的反馈。
一个,b,多样性意味着任何ENSO事件的模式可以重建第一(一个)和二(b)主模式从一个EOF分析每月的海温异常(色标)和相关的风应力向量(右上角)刻度显示。每月相关的电脑使用时间序列来描述他们的进化,和CP - EP-ENSO政权由c指数(\ (({\ rm{电脑}}1 + {\ rm{电脑}}2)/ \√{2}\))和E-index (\ (({\ rm{电脑}}1 - {\ rm{电脑}}2)/ \√{2}\)),分别。c,d,相关的异常模式EP-ENSO (c)和CP-ENSO (d)型号(DJF),本赛季在ENSO事件通常成熟。e,f应对E-index (e)或c指数(f)每月的纬向风应力(Tauu)异常(在单位N m−2异常中心(见)方法)与E -或c指数,分别。0.25月风应力异常被封存在其中。E - c指数区间,风应力异常和索引中值确定为每本(圈)。单独的线性回归进行了积极(红色)和负(蓝色)值索引值。斜率为正的比率指标(S2),负指标(S1)被视为非线性Bjerknes的反馈,在EP-ENSO运营。
扩展数据图2跨模型之间的关系α和纬向风响应。
一个,之间的关系α和每月的纬向风异常的反应积极E-index值。纬向风异常与E-index相关异常中心。b,之间的关系α和纬向风异常的响应- c指数的值。纬向风异常与c指数相关的异常中心。
扩展数据图3的属性选择模型在ENSO的多样性方面,相关的CP和EP政权,和非线性Bjerknes的反馈。
如扩展数据图。1,但对于只有17选择模型。
扩展数据图4的例子之间的非线性关系PC1 PC2时间序列在某些选定的模型。
一个- - - - - -d型号的平均水平,一个明显的倒v型非线性FIO-ESM PC1和PC2之间的关系(一个),CCSM4 (b),CESM1-CAM5 (c)和GFDL-ESM2M (d)。
扩展数据图5属性未被选中的模型在ENSO的多样性方面,相关的CP和EP政权,和非线性Bjerknes的反馈。
如扩展数据图。3未被选中,但只有17模型。在这种情况下,非线性Bjerknes反馈弱得多。
扩展数据图6的例子之间的非线性关系PC1和PC2时间序列在某些非选择性模型。
一个- - - - - -d,该型号平均ACCESS1-3 (一个),inmcm4 (b),IPSL-CM5A-MR (c)和bcc-csm1-1 (d)。与选定的模型(扩展数据图。4),这些模型显示弱或没有非线性PC1和PC2之间的关系。
扩展数据图7直方图的10000年实现今天的引导方法(控制)和未来(气候变化)。
每个实现都是平均超过17模型,独立随机从17所选模型重新取样。10000 inter-realization标准差计算为每个时期。一个E-index,标准差是0.0263(蓝色)和0.0234(红色)两个时期。b与南达科他州E-index > 1.5,出现。,the standard deviations are 0.87 (blue) and 1.06 (red) for the two periods.cwind-projection系数,标准偏差是0.036(蓝色)和0.042(红色)两个时期。未来和现在的时间之间的差异大于两个inter-realization标准差值之和(每个显示的灰色阴影区域)的一半。蓝色和红色竖线表示10000年的平均值inter-realizations当今和以后各期负担的费用,分别。
扩展数据图8预计变化EP-ENSO使用E-index和Nino3 SST指数变化。
一个,比较的标准偏差的E-index今天(1900 - 1999)和未来(2000 - 2099)100年的时间对所有34个模型。24岁的34个模型显示方差的增加(其他10变成灰色)。b一样,一个,但对于Nino3 SST指数。在多模型意味着计算误差的标准差10000 inter-realizations。multi-model-mean E-index方差的变化(一个)是显著超过95%置信水平,但这Nino3 SST指数并不重要(b)。垂直的线将选中的(左)与非选择性(右)模型。
扩展数据图9海温变暖与选定的E-index变化之间的关系模型。
一个,Multi-model-mean变暖模式(°C /°C的全球变暖(GW);色标)。首先,我们构造一个变暖的模式为每个模型计算平均海温异常的区别未来(2000 - 2099)和现代(1900 - 1999)时期。第二,我们这种不同规模的增加在全球平均SST模拟模型在相应的时期。最后,我们需要扩展的均值差异对所有模型构建multi-model-mean变暖的模式。b海温变暖,跨模型的强度之间的关系模式(一个E-index)和变化,也相应比例的增加在全球平均SST在每个模型中。海温变暖的强度比例模式为每个模型通过回归海温变暖模式为每个模型扩展到扩展multi-model-mean SST暖化模式,使用该地区表示的黑盒一个。跨模型的关系显著高于95%置信水平,所示的统计特性。
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Cai, W。,Wang, G., Dewitte, B.et al。变异性增加温室效应下的东太平洋的厄尔尼诺现象。自然564年,201 - 206 (2018)。https://doi.org/10.1038/s41586 - 018 - 0776 - 9
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关键字
- 温室效应
- 异常中心
- 厄尔尼诺南方涛动(ENSO)
- 赤道东太平洋
- 中央太平洋ENSO
本文引用的
过去和未来海洋变暖
地球自然评论&环境(2022)
厄尔尼诺-南方涛动的出现改变太平洋中部和东太平洋气候变暖
自然通讯(2022)
人为对低地热带泥炭地生物地球化学的影响
地球自然评论&环境(2022)
今天的暖池限制未来的热带降水
通信地球与环境(2022)
气候变化在太平洋热带地区的出现
自然气候变化(2022)
