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　　2020年9月(yue)2日，國(guo)際(ji)頂級學術期刊Nature（《自(zi)然(ran)》）以(yi)長文（Article）形式在線發表(biao)題為(wei)(wei) “Butterfly effect and a self-modulating El Ni?o response to global warming” （《蝴蝶效應與厄(e)爾(er)尼(ni)諾在全球變暖下的(de)自(zi)我調節機制》）的(de)文章。該(gai)文章成(cheng)(cheng)果(guo)由中國(guo)海(hai)(hai)洋(yang)大(da)學海(hai)(hai)洋(yang)高等研究院/物理(li)海(hai)(hai)洋(yang)教(jiao)(jiao)育(yu)部重(zhong)(zhong)點實(shi)驗室(shi)（以(yi)下簡稱實(shi)驗室(shi)）綠卡客(ke)座教(jiao)(jiao)授、海(hai)(hai)洋(yang)試點國(guo)家(jia)實(shi)驗室(shi)領軍科(ke)學家(jia)、南(nan)半球海(hai)(hai)洋(yang)研究中心主任蔡(cai)文炬院士(shi)為(wei)(wei)第一(yi)作(zuo)者(zhe)(zhe)，物理(li)海(hai)(hai)洋(yang)教(jiao)(jiao)育(yu)部重(zhong)(zhong)點實(shi)驗室(shi)主任、海(hai)(hai)洋(yang)試點國(guo)家(jia)實(shi)驗室(shi)主任吳(wu)立新院士(shi)為(wei)(wei)共同(tong)通訊作(zuo)者(zhe)(zhe)，實(shi)驗室(shi)在讀博(bo)士(shi)生耿濤以(yi)及來(lai)自(zi)美國(guo)、澳大(da)利亞的(de)多位(wei)知名學者(zhe)(zhe)為(wei)(wei)合著者(zhe)(zhe)的(de)科(ke)研團隊(dui)共同(tong)完成(cheng)(cheng)。

　　厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)現(xian)象作為(wei)地球氣候(hou)(hou)(hou)系統(tong)中最強的(de)年(nian)際(ji)氣候(hou)(hou)(hou)變異信號(hao)，對全球極端天氣災害(hai)、漁業生態環境及(ji)人類(lei)經(jing)濟社會具有廣泛而深遠的(de)影響。在全球變暖背景下，盡管大部分(fen)氣候(hou)(hou)(hou)模式(shi)(shi)都表現(xian)出強厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)事(shi)件和強拉尼(ni)娜（厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)的(de)反(fan)位相(xiang)(xiang)(xiang)）事(shi)件的(de)發生頻(pin)率增加(jia)，但是不(bu)同模式(shi)(shi)之(zhi)間的(de)模擬表現(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)差較大。這(zhe)一模式(shi)(shi)間的(de)巨(ju)大差異性(xing)為(wei)將來的(de)氣候(hou)(hou)(hou)預測(ce)與(yu)相(xiang)(xiang)(xiang)關氣候(hou)(hou)(hou)政策的(de)制定(ding)實施增添了諸多不(bu)確定(ding)性(xing)因素。

　　本(ben)研(yan)究首(shou)次發(fa)現(xian)并(bing)提(ti)出，厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)(nuo)可以通過氣(qi)候(hou)(hou)(hou)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)非線性作(zuo)用“記住”其過去的(de)(de)(de)表現(xian)并(bing)對(dui)(dui)其將(jiang)來變暖(nuan)下的(de)(de)(de)響應做(zuo)出相應調(diao)整。通過對(dui)(dui)歷史與(yu)將(jiang)來溫室氣(qi)體強迫的(de)(de)(de)氣(qi)候(hou)(hou)(hou)模(mo)型(xing)(xing)進行(xing)若(ruo)干次重復(fu)試驗，每次試驗只在初始條件中(zhong)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)一點(dian)隨(sui)機的(de)(de)(de)微小擾動，研(yan)究發(fa)現(xian)模(mo)型(xing)(xing)氣(qi)候(hou)(hou)(hou)系(xi)(xi)統接(jie)下來厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)(nuo)的(de)(de)(de)演(yan)變發(fa)展都(dou)會截然不同（類似(si)于“蝴蝶效應”）。在這看似(si)雜(za)亂無章的(de)(de)(de)演(yan)化過程背后(hou)卻(que)蘊含著深刻的(de)(de)(de)內在聯系(xi)(xi)：如(ru)果初始階段的(de)(de)(de)厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)(nuo)較為活(huo)躍（變率較強，發(fa)生頻率較高），則在一個世紀以后(hou)的(de)(de)(de)全球變暖(nuan)下厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)(nuo)的(de)(de)(de)變率增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)幅(fu)度較小，反之亦然。本(ben)研(yan)究認為，導(dao)致這種變化的(de)(de)(de)原因在于起始階段較活(huo)躍的(de)(de)(de)厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)(nuo)會使得(de)熱(re)(re)帶(dai)海(hai)洋向大氣(qi)輸(shu)送更多的(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)，這就延緩了全球變暖(nuan)引發(fa)的(de)(de)(de)上層海(hai)洋層結增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，進而(er)減緩海(hai)洋-大氣(qi)之間的(de)(de)(de)耦合效率，從而(er)使得(de)厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)(nuo)的(de)(de)(de)變率增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)減緩。這一厄(e)爾(er)尼(ni)諾(nuo)(nuo)(nuo)現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)自(zi)我調(diao)節機制在國際主流(liu)氣(qi)候(hou)(hou)(hou)模(mo)式中(zhong)均得(de)到了驗證。

圖：初始的(de)隨機微小擾動會導致同一氣候模式模擬出完全不同的(de)厄(e)爾(er)尼諾(nuo)演化過(guo)程（類(lei)似于“蝴蝶效應(ying)”）。在全球變(bian)(bian)暖使得厄(e)爾(er)尼諾(nuo)變(bian)(bian)率(lv)增大的(de)大前提(ti)下，若起(qi)始階段(duan)厄(e)爾(er)尼諾(nuo)事件較(jiao)為活躍（橘黃色菱形符號），即變(bian)(bian)率(lv)較(jiao)大（b），發生頻率(lv)較(jiao)高(gao)(c)，那么在將(jiang)來變(bian)(bian)暖情景下該實驗(yan)中厄(e)爾(er)尼諾(nuo)變(bian)(bian)率(lv)的(de)增加(jia)較(jiao)少，反之亦然（藍色五角星符號）

　　上(shang)述研(yan)究成果的(de)(de)發現為認識氣(qi)候(hou)變(bian)率(lv)尤其是厄爾尼諾事件在跨(kua)時間尺度以(yi)及(ji)氣(qi)候(hou)變(bian)化背景下的(de)(de)調整演化提供了(le)(le)全新的(de)(de)視角(jiao)，為理解(jie)氣(qi)候(hou)模(mo)式對(dui)未來預測的(de)(de)差異化結果提供了(le)(le)合(he)理的(de)(de)科學解(jie)釋，對(dui)國際社(she)會(hui)應對(dui)氣(qi)候(hou)變(bian)化與制定(ding)氣(qi)候(hou)政策具有(you)重要指導作(zuo)用(yong)。

　　由吳立新院(yuan)士(shi)和綠(lv)卡教(jiao)授(shou)蔡(cai)文炬(ju)院(yuan)士(shi)領(ling)銜的科研(yan)團(tuan)隊，長期致(zhi)力于氣候變化與可預測性(xing)研(yan)究，近年來(lai)已多次在(zai)國際(ji)頂級學(xue)術期刊（如(ru)Nature, Science, Nature Climate change, Science Advances等）發表(biao)重要(yao)原創(chuang)性(xing)成(cheng)果(guo)。本研(yan)究的發表(biao)進一步彰顯出中國海洋大學(xue)在(zai)全球變暖(nuan)研(yan)究領(ling)域的國際(ji)引領(ling)作用。