Role of ocean dynamics in equatorial Pacific decadal variability
Role of ocean dynamics in equatorial Pacific decadal variability
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海洋动力学在赤道太平洋年代际变化中的作用
DOI：
10.1007/s00382-022-06312-2
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4.6
通讯作者：
Miller, Arthur J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Yu;Yu, Shi-Yun;Xie, Shang-Ping;Amaya, Dillon J.;Peng, Qihua;Kosaka, Yu;Lin, Xiaopei;Yang, Jun-Chao;Larson, Sarah M.;Miller, Arthur J.
热带太平洋呈现十年间类似厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的变化，其特征是东太平洋经向广泛的海面温度异常。在本研究中，我们重点关注赤道太平洋带（5°S–5°N）的变化，称为赤道太平洋年代际变化（EPDV）。虽然众所周知，海洋动力学在 EPDV 中起着至关重要的作用，但海气热力学耦合板片海洋模型 (SOM) 的模拟掩盖了海洋动力学作用的本质。为了解决这个问题，我们使用机械解耦模拟来隔离热力学耦合过程和平均海洋环流对 EPDV 的影响。因此，通过将模拟与 SOM 进行比较，我们研究了平均海洋环流的作用，并表明它主要通过平均赤道太平洋上升流在抑制 EPDV 中发挥作用。通过将模拟与完全耦合的动态海洋模型 (DOM) 进行比较，我们研究了异常风驱动海洋环流的作用，并证明它在放大 EPDV 方面发挥了作用。此外，这种放大强度压倒了上升流阻尼效应，导致异常的风驱动海洋环流迫使 EPDV。最后，我们研究了 DOM 中 EPDV 的起源，并表明它起源于热带太平洋的纬向偶极子模式，这与 ENSO 振幅的年代际调制密切相关。以EPDV为例，我们的研究增进了对两种不同动力系统（SOM和DOM）的理解，有利于其他气候变化的物理解释。
The tropical Pacific exhibits decadal El Niño-Southern Oscillation (ENSO)-like variability, characterized by meridionally broad sea surface temperature anomalies in the eastern Pacific. In this study, we focus on the variability in the equatorial Pacific band (5°S–5°N), termed equatorial Pacific decadal variability (EPDV). While it is known that ocean dynamics plays an essential role in EPDV, the simulations by air-sea thermodynamically coupled slab ocean models (SOM) obscure the nature of the role of ocean dynamics. To confront this issue, we use a mechanically decoupled simulation, which isolates the effects of thermodynamic coupling processes and mean ocean circulation on EPDV. Thus, by comparing the simulation to a SOM, we investigate the role of mean ocean circulation and show that it plays a role in damping EPDV, primarily through mean equatorial Pacific upwelling. By comparing the simulation to a fully coupled dynamic ocean model (DOM), we examine the role of anomalous wind-driven ocean circulation and demonstrate that it plays a role in amplifying EPDV. Further, this amplification strength overwhelms the upwelling damping effect, resulting in the anomalous wind-driven ocean circulation forcing EPDV. Finally, we examine the origin of EPDV in the DOM and show that it originates from a zonal dipole mode in the tropical Pacific, which is strongly associated with decadal modulation of ENSO amplitude. Taking EPDV as an example, our study advances the understanding of the two distinct dynamical systems (SOM and DOM), benefiting the physical interpretation of other climate variabilities.
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Honghai Zhang;A. Clement;P. D. Nezio
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