太平洋经向模（PMM）作为太平洋最主要的海气耦合模态之一，对ENSO的形成和发展具有重要影响。过去，学者们大多采用Chiang and Vimont（2004）定义的PMM指数来研究二者之间的关系，然而，最近研究表明，该指数涵盖了热带地区海温变率（图1），因此不适用于研究PMM与ENSO之间的关系，这促使我们重新审视PMM指数的定义。此外，PMM包含了年际与年代际变化，但过去的研究大多集中在年际尺度上，对于年代际尺度上二者关系的研究相对较少。研究表明，太平洋地区类似El Niño的年代际海温模态是PMM与ENSO共同作用的结果，因此，探究二者在年代际尺度上的关系具有重要意义。近期，陶丽教授和硕士研究生肖月等针对以上问题展开了系统地研究，揭示了不同时间尺度下PMM与ENSO之间的关系，相关成果发表在《Atmospheric Research》上。
本研究对前人定义的PMM指数进行了改进，重新定义了不受热带地区海温信号干扰的PMM指数（图1），结果表明：（1）相比于PMM的正位相阶段，PMM在负位相时与热带地区的冷海温异常呈现出更强的相关性，具体表现为CP La Niña事件往往会引发负PMM事件，而负PMM事件又有可能会触发CP La Niña事件。（2）在年际尺度上，PMM主要是受热带外大气随机变率的影响，与ENSO的相关性较弱。（3）在年代际尺度上，PMM与热带地区的海温和纬向风场表现出强烈地因果关系，PMM可能是通过纬向风场向热带地区注入低频方差，进而影响到赤道中太平洋地区的海温。综合上述研究发现，得出结论：PMM形成后可能通过热带地区纬向风场向热带地区注入年代际信号，从而形成了类似La Niña，而非El Niño的太平洋年代际海温模态。
论文信息：
Li Tao*, Yue Xiao, Jiuwei Zhao. 2024. Relationship between the Pacific meridional mode and El Niño–Southern Oscillation on different timescales. Atmospheric Research. 302, 107309. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107309
图1 1950-2022年（a）Chiang and Vimont（2004）定义的PMM指数（c）Richter et al.（2022）定义的PMM指数（e）Richter et al.（2022）定义方法中第二模态SST系数（g）本文定义的PMM指数与SST（阴影；单位：°C；仅给出通过0.05置信度水平）、10米风场（箭矢；单位：m/s；仅给出通过0.05置信度水平）的线性回归分布，（b）（d）（f）和（h）是对应指数的功率谱分布，红色虚线、黑色点线和黑色点虚线分别表示红噪声检验、0.1、0.05的置信度水平，数字表示显著的周期。
图2 PMM指数和SST的超前滞后信息流分析。（a1-a6）1950-2022年超前SST场对未滤波PMM指数的信息流，（b1-b6）1950-2022年未滤波PMM指数对滞后SST场的信息流，（c1-c6）1955-2017年超前SST场对年际PMM指数的信息流，（d1-d6）1955-2017年年际PMM指数对滞后SST场的信息流。阴影仅给出通过α=0.05 置信度水平的部分。