近期多年拉尼娜事件频发的原因
过去持续多年拉尼娜事件对全球气候产生深远的影响，其显著增加了中国、澳大利亚、孟加拉国和委内瑞拉的灾难性洪水，加强了美国西南部的干旱和野火事件的发生频率。理解气候变化对MLN事件的影响，对于提高ENSO预测能力、应对气候变化、促进社会经济可持续发展等具有重要的科学意义和现实意义。
自1998年以来共发生了6次拉尼娜事件，其中5次持续了两到三年（1998-2000、2007-08、2010-11、2016-17和2020-2022年）（图1）。以往观点认为超级厄尔尼诺事件是诱发MLN的原因，但是1998年以来有3次MLN并不是发生在超级厄尔尼诺事件之后，这挑战了传统理论认知。为何近期多年拉尼娜事件频发？未来它们是否会更加频繁？
图 1 过去百年单年与多年拉尼娜分布以及对全球降水造成的影响；
(a) Niño 3.4区域海表温度异常；(b) 10次单年拉尼娜事件发生时异常的降水、海表温度和850-hPa风场；(c) 10次多年拉尼娜事件发生时累积的降水、海表温度和850-hPa环流异常场
基于观测/再分析资料分析发现，过去一百年中共发生了10次MLN，其中8次均发生于1970年之后，而MLN的发展过程有两种类型：一种发生在超级厄尔尼诺之后；另一种则发生在中太平洋厄尔尼诺之后。由于MLN期间太平洋和印度洋海表温度异常的持续时间比单年拉尼娜要长，这使得MLN事件的累积强度更强，进而造成了对全球气候的持续性影响（图1），比如MLN在澳大利亚、印度尼西亚、南美洲热带地区和非洲南部引起了显著的降水异常，而在中国东南部、美国南部、赤道非洲和南美洲南部引起了更显著的持续性干旱。
研究进一步发现，MLN事件的发生速率显著快于单年拉尼娜，进而加强了拉尼娜的累积强度，故MLN的发生速率可以作为预测MLN的前兆信号（图2）。近期MLN的频发及发生速率与西太平洋增暖有关：1970年以来赤道西太-中太平洋的海温梯度增大，这一方面会加强赤道太平洋纬向平流过程，引起更多的超级厄尔尼诺和中太平洋厄尔尼诺（Wang et al., 2019），进而增加MLN的发生概率；另一方面，西太增暖通过纬向平流和温跃层反馈过程加强MLN的发展过程。基于观测资料得到的结果也在CESM2 Large Ensemble历史时期模拟试验（1901-2013年）中得到了验证。
这项工作揭示了气候变化影响下MLN事件形成及频发的原因，并预示着如果未来西太平洋继续增暖（相对于中太平洋），将会引发更多的多年拉尼娜事件，为气候变化应对带来更大的挑战。
图 2 观测和CESM2模式模拟的多年拉尼娜事件
(a) 观测的西太平洋背景海温与厄尔尼诺发生时西-中太平洋海表温度异常的关系；(b) 观测的拉尼娜发生速率与其累积强度的关系；(c) 观测的拉尼娜发生速率与其累积的温跃层深度异常的关系；(d). (e)与a, b相似，但反映的是CESM2 Large Ensemble历史时期模拟试验（1901-2013年）的结果；(f). CESM2模式模拟的30年平均西太平洋海表温度与多年拉尼娜事件数量的关系。