大西洋多年代際振蕩對東亞氣候影響的綜述

姜大膀 司東 繆家鵬

中國科學(xué)院大氣物理研究所, 北京 100029

1 引言

AMO 位相轉(zhuǎn)變對全球和區(qū)域氣候有重要影響。首先，AMO 被指出對全球尺度海表溫度多年代際變率起主導(dǎo)作用，且主要通過大氣遙相關(guān)和大氣—海洋耦 合過程實(shí)現(xiàn)（Yang et al., 2020）。其次，AMO 對大西洋及其周邊氣候的多年代際變化有顯著影響，包括大西洋颶風(fēng)（Trenberth and Shea,2006）、撒 哈 拉 夏 季 降 水（Zhang and Delworth,2006）、歐洲夏季氣溫和降水（Sutton and Dong,2012）、北美夏季高溫?zé)崂耍≧uprich-Robert et al.,2018）等。再者，AMO 對太平洋年代際變率有重要調(diào)制作用，兩者之間的相互作用是當(dāng)前國際前沿課題（Zhang and Delworth, 2007; Ruprich-Robert et al., 2017; Meehl et al., 2021）。

東亞地處季風(fēng)區(qū)，夏季盛行偏南風(fēng)，夏季風(fēng)變異常常會造成干旱、洪澇等氣象災(zāi)害；冬季盛行偏北風(fēng)，偏強(qiáng)的冬季風(fēng)會引起冰凍雨雪等災(zāi)害（王會軍和范可, 2013; 楊崧等, 2018）。觀測表明，20 世紀(jì)以來東亞夏季風(fēng)有明顯的年代際變化（Wang,2001; Yu et al., 2004; Jiang and Wang, 2005; Zhu et al., 2011）。與夏季風(fēng)相似，東亞冬季風(fēng)的年代際變化顯著（賀圣平和王會軍, 2012; Wang and Chen,2014; 丁一匯等, 2014; Miao and Wang, 2020）。大量工作顯示，AMO 作為主要的多年代際海表溫度模態(tài)，是東亞冬、夏季氣候年代際變化的重要驅(qū)動因子（如：李雙林等, 2009）。本文將回顧AMO對東亞氣候，尤其是東亞夏季風(fēng)及降水、東亞冬季風(fēng)及氣溫的影響及相關(guān)物理過程。

2 AMO 的指數(shù)定義和形成機(jī)制

2.1 AMO 指數(shù)的定義

AMO 指數(shù)常被定義為北大西洋區(qū)域平均的海表 溫 度 距 平（Enfield et al., 2001）。為 了 凸 顯AMO 多年代際變率的性質(zhì)，AMO 指數(shù)需要去除長期趨勢和高頻分量。在去除長期趨勢時(shí)，一些學(xué)者選擇去除線性趨勢（如：Enfield et al., 2001）；但是也有工作指出長期趨勢是非線性的，應(yīng)該去除以全球變暖為主要特征的外強(qiáng)迫信號（即全球平均的海表溫度）（Trenberth and Shea, 2006）。根據(jù)以上兩種方法得到的觀測的AMO 指數(shù)在年代至多年代尺度變化上是比較一致的，尤其是位相轉(zhuǎn)折的時(shí)間點(diǎn)。另外，有學(xué)者將低通濾波后的北大西洋副極地海表溫度標(biāo)準(zhǔn)化值與北大西洋中低緯海平面氣壓標(biāo)準(zhǔn)化值的差值定義為AMO 指數(shù)（Klotzbach and Gray, 2008）。Zhang（2017）將低通濾波并去除線性趨勢的北大西洋副極地海表鹽度的標(biāo)準(zhǔn)化值定義為AMO 指數(shù)。Yan et al.（2019）對北大西洋地區(qū)去除線性趨勢的海表溫度、海表鹽度、上層海洋熱含量和鹽含量共四個(gè)變量進(jìn)行多變量的經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解（EOF），將第一模態(tài)時(shí)間系數(shù)定義為AMO 指數(shù)。

另一類方法是依托模式的歷史氣候模擬試驗(yàn)，計(jì)算出AMO 指數(shù)中的外強(qiáng)迫信號，再將其從觀測的AMO 指數(shù)中剔除，進(jìn)而得到AMO 指數(shù)的內(nèi)部變率分量。例如，Ting et al.（2009）采用信噪比最大化EOF 方法，提取出多模式模擬的北大西洋海表溫度的外強(qiáng)迫信號。Deser and Phillips（2023）提出，全球平均海表溫度序列的外強(qiáng)迫分量（通過模式樣本集合平均獲得）對觀測中北大西洋海表溫度各個(gè)格點(diǎn)的線性回歸場，可以刻畫出各個(gè)格點(diǎn)海表溫度的外強(qiáng)迫信號。

2.2 AMO 的形成機(jī)制

AMO 形成受到多種物理過程的影響，然而具體是其中的哪種占主導(dǎo)學(xué)界還存在不同意見（Vecchi et al., 2017）。傳 統(tǒng) 觀 點(diǎn) 認(rèn) 為，AMO 是由氣候系統(tǒng)內(nèi)部過程尤其是AMOC 主導(dǎo)的多年代際尺度的海洋模態(tài)（Delworth et al., 1993; Delworth and Mann, 2000; Latif et al., 2004; Knight et al.,2005）。AMOC 能改變北大西洋近表層暖水的北進(jìn)和深層補(bǔ)償流所攜帶冷水的南移，引起北大西洋海表溫度變化。當(dāng)AMOC 偏強(qiáng)時(shí)，海洋表層向北輸送到北大西洋的熱量增多，使得北大西洋海表溫度偏高；當(dāng)AMOC 偏弱時(shí)，北大西洋海表溫度則偏低。大西洋海表溫度多年代際尺度振蕩信號的發(fā)現(xiàn)可以追溯到20 世紀(jì)60 年代，Bjerknes（1964）基于北大西洋觀測數(shù)據(jù)推斷其與AMOC 的低頻變率有關(guān)，并指出這種多年代際尺度的振蕩機(jī)制與年際尺度的明顯不同。后續(xù)大量的觀測和模擬研究證實(shí)了Bjerknes（1964）的猜想（Folland et al., 1986;Delworth et al., 1993; Schlesinger and Ramankutty,1994; Delworth and Mann, 2000; Latif et al., 2004;Knight et al., 2005）。例如，在不考慮外強(qiáng)迫的情況下，海氣耦合模式仍然能模擬出AMOC 驅(qū)動的北大西洋海表溫度多年代際變化（Delworth and Mann, 2000）；依據(jù)AMOC 可以較好預(yù)測出北大西洋海表溫度的變化（Yeager et al., 2012）。

第二種觀點(diǎn)認(rèn)為，AMO 演變（尤其是近現(xiàn)代的變化）是由外強(qiáng)迫的驅(qū)動產(chǎn)生的（Evan et al.,2009; Booth et al., 2012; Dunstone et al., 2013;Murphy et al., 2017; Bellomo et al., 2018）。HadGEM2-ES 模式的模擬試驗(yàn)顯示，加入氣溶膠的間接效應(yīng)后，它能模擬出觀測的AMO 變化，人為和火山氣溶膠強(qiáng)迫可以解釋1860～2005 年北大西洋海表溫度多年代際變率的76%（Booth et al., 2012）。其中，火山氣溶膠經(jīng)由兩種途徑驅(qū)動AMO，一是通過直接輻射效應(yīng)影響北大西洋海表溫度，二是通過間接效應(yīng)調(diào)制北大西洋濤動和AMOC 進(jìn)而改變北大西洋海表溫度（Otter? et al., 2010）。CESM 模式的模擬試驗(yàn)表明，人為氣溶膠和溫室氣體強(qiáng)迫是20 世紀(jì)AMO 演變的主要驅(qū)動力（Bellomo et al., 2018）。亦有學(xué)者提出，近現(xiàn)代AMO 變化同時(shí)受到氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率和外強(qiáng)迫的影響（Si and Hu, 2017; Qin et al., 2020），然而目前很難量化兩者的相對作用（Vecchi et al., 2017）。

第三種觀點(diǎn)認(rèn)為，AMO 是北大西洋海表溫度對大氣隨機(jī)強(qiáng)迫的響應(yīng)（Hasselmann, 1976; Clement et al., 2015）。數(shù)值試驗(yàn)顯示，平板海洋模式（模式中海洋只有混合層深度，不考慮海洋動力過程）模擬得到的AMO 分布型與觀測的非常相似，因此認(rèn)為AMO 源自大氣隨機(jī)強(qiáng)迫而不是海洋動力過程（Clement et al., 2015）。

3 AMO 對北半球和東亞氣候的影響

AMO 位相轉(zhuǎn)變會引起北半球多個(gè)地區(qū)氣候的顯著變化，例如：北半球季風(fēng)（Liu and Chiang,2012; Monerie et al., 2019）、非洲氣候（Zhang and Delworth, 2006; Liu and Chiang, 2012）、歐洲和北美 的 氣 候（Sutton and Hodson, 2005; Sutton and Dong, 2012）。首先，AMO 正位相會加強(qiáng)北非和印度季風(fēng)、減弱南美季風(fēng)，當(dāng)AMO 處于負(fù)位相時(shí)則大體相反（Monerie et al., 2019）。同時(shí)，正位相的AMO 有利于亞非季風(fēng)增強(qiáng)，負(fù)位相則會使得亞非季風(fēng)減弱（Liu and Chiang, 2012; Li et al., 2017）。

三是伴聽性。 不依靠視覺刺激，僅依賴聽覺刺激就可以完成音樂傳播活動也是人們選擇電臺的一大原因。 例如： 長途汽車旅行的過程中，電臺依舊是大多數(shù)車主的首要選擇，人們只需要動用聽覺能力便可以接受最新的新聞消息、路面狀況以及音樂信息，這是其它設(shè)備如手機(jī)、電視、平板等無法比擬的獨(dú)有特性。

AMO 和南亞夏季風(fēng)在多年代際尺度上同位相變化（Zhang and Delworth, 2006），AMO 影響南亞夏季風(fēng)的途徑包括：熱帶與熱帶外大氣相互作用（Goswami et al., 2006）、Rossby 波列（Luo et al.,2011）和海氣相互作用（Luo et al., 2018）。在非洲，AMO 對20 世紀(jì)撒哈拉降水的多年代際變化起重要作用，AMO 正位相能夠增加該地區(qū)夏季降水（Zhang and Delworth, 2006）。在歐洲和北美，20 世紀(jì)60 年代北大西洋的冷卻（AMO 負(fù)位相）造成西歐和北美干冷的氣候（Sutton and Hodson,2005），1990 年代之后AMO 轉(zhuǎn)為正位相，使得歐洲出現(xiàn)暖濕的氣候（Sutton and Dong, 2012）。AMO 位相轉(zhuǎn)變還與歐洲夏季的高溫?zé)崂艘约氨泵赖?干 旱 密 切 相 關(guān)（McCabe et al., 2004; Zhou and Wu, 2016）。事實(shí)上，AMO 對東亞氣候年代際變化亦有顯著影響，以下做詳細(xì)闡述。

3.1 AMO 對東亞夏季氣候影響

AMO 可以經(jīng)由以下幾種途徑影響東亞夏季風(fēng)。一是通過熱帶西太平洋—印度洋的海氣反饋機(jī)制。海氣耦合模擬試驗(yàn)表明，AMO 正位相會引起熱帶西太平洋和海洋性大陸暖異常，使得局地降水增多。進(jìn)一步，熱帶西太平洋和海洋性大陸對流活動和大氣加熱會激發(fā)西北太平洋對流層低層反氣旋式環(huán)流異常，造成西太平洋副熱帶高壓西伸，增強(qiáng)東亞夏季風(fēng)和東亞夏季降水（Lu et al., 2006）。相反，大西洋溫鹽環(huán)流減弱會冷卻北大西洋的海表溫度，進(jìn)而經(jīng)由海氣反饋機(jī)制減弱東亞夏季風(fēng)（Lu and Dong, 2008）。另外，AMO 正位相會增強(qiáng)沃克環(huán)流，使得熱帶西北太平洋對流活動增強(qiáng)，然后通過經(jīng)向的東亞—太平洋型（EAP）/太平洋—日本型（PJ）波列增強(qiáng)東亞夏季風(fēng)（Jin and Huo, 2018;Monerie et al., 2021）。

二是改變歐亞對流層的大氣溫度。AMO 正位相會引起歐亞大陸對流層溫度升高，從而加大亞洲大陸與周邊大洋之間的海陸熱力差異，使得東亞夏季風(fēng)加強(qiáng)、東亞夏季降水增多（Goswami et al.,2006; Wang et al., 2009）。經(jīng)由這一途徑，AMO還可以影響印度夏季風(fēng)，具體表現(xiàn)為在AMO 正位相時(shí)，青藏高原溫度升高、熱源加強(qiáng)，青藏高原與熱帶印度洋之間溫度梯度增大，導(dǎo)致印度夏季風(fēng)增強(qiáng)（Feng and Hu, 2008）。

三是調(diào)制中高緯度大氣波列的傳播。在年際尺度上，當(dāng)北大西洋海表溫度偏高時(shí)，會影響歐亞型波列或激發(fā)從北大西洋向下游傳播的Rossby 波列，使得東亞夏季風(fēng)增強(qiáng)、降水增多（楊修群等, 1992;曲金華等, 2006; Monerie et al., 2021）。在年代際尺度上，北大西洋海表溫度與東亞夏季風(fēng)的關(guān)系依然成立，AMO 正位相能激發(fā)由北大西洋向下游傳播的Rossby 波列，使得東亞北部出現(xiàn)異常低壓、東亞南部為異常高壓，加強(qiáng)了東亞地區(qū)低層偏南風(fēng)和向北的水汽輸送，加強(qiáng)東亞夏季風(fēng)（圖1a，Si and Ding, 2016; Si et al., 2023）。事 實(shí) 上，受 該Rossby 波列影響，AMO 不但調(diào)制東亞降水，還可以影響從北大西洋、歐亞直至北美的降水的年代際變化。例如，憑借該遙相關(guān)型，AMO 可以顯著影響歐洲氣候（Qasmi et al., 2021）。1960～1980 年期間，負(fù)位相的AMO 使得歐洲北部夏季降水減少而在南部增加（Sutton and Hodson, 2005）。同時(shí)，理想化的北大西洋海表溫度模擬試驗(yàn)顯示，AMO激發(fā)的該遙相關(guān)型可以顯著影響歐洲的高溫?zé)崂耍≦asmi et al., 2021）以及歐亞大陸北部夏季的水分循環(huán)（Nicolì et al., 2020）。此外，該波列被認(rèn)為是Rossby 波沿著副熱帶西風(fēng)急流向下游傳播而形成的，波源位于北大西洋，與AMO 變化所引起的北大西洋海表溫度異常顯著相關(guān)，非絕熱加熱和瞬變渦度強(qiáng)迫是維持該波列的主要機(jī)制（Zuo et al.,2013; Monerie et al., 2018）。

北大西洋海表溫度異常還能影響江淮梅雨（徐海明等, 2001）。當(dāng)前期冬季北大西洋海表溫度偏高時(shí)，北大西洋濤動偏強(qiáng)，東亞大槽偏弱，江淮流域入梅早；反之，當(dāng)前期冬季北大西洋海表溫度偏低時(shí)，江淮流域入梅晚（徐海明等, 2001）。再者，AMO 位相變化與中國西北氣候密切相關(guān)，AMO在20 世紀(jì)90 年代之后進(jìn)入正位相，導(dǎo)致東亞西風(fēng)減弱、亞洲季風(fēng)增強(qiáng)，使得印度洋和西太平洋水汽向北輸送增多，有利于西北變濕（Guo et al., 2022）。AMO 變化還與青藏高原上空的夏季水汽輸送的年代際變化密切相關(guān)，在AMO 正位相時(shí)，其激發(fā)的東傳Rossby 波列引起貝加爾湖附近出現(xiàn)反氣旋式環(huán)流異常，使得青藏高原水汽增加（Gao et al.,2013; Zhou et al., 2019; Sun et al., 2020）。同 時(shí)，AMO 能顯著調(diào)制青藏高原大氣熱源的年代際變化，AMO 正位相時(shí)會通過激發(fā)Rossby 波列的下游傳播，增強(qiáng)青藏高原上空的斜壓性和亞洲夏季風(fēng)氣流，高原潛熱加熱相應(yīng)增大，青藏高原大氣熱源加強(qiáng)（Yu et al., 2023）。

AMO 不但對東亞夏季的季風(fēng)和降水有重要作用，亦能顯著影響氣溫。當(dāng)AMO 正位相時(shí)，中國大部分地區(qū)氣溫偏高，而且這種對應(yīng)關(guān)系在一年四季都存在（Wang et al., 2009）。偏暖的北大西洋海表溫度會激發(fā)東傳的Rossby 波列，引起中國北方出現(xiàn)正位勢高度和反氣旋環(huán)流異常，下沉運(yùn)動加強(qiáng)，造成中國北方夏季變暖（Ding et al., 2020; Jiang et al., 2020）。經(jīng)由該波列，AMO 還可以影響中國極端高溫，AMO 正位相時(shí)有利于中國北方極端高溫以及高溫?zé)崂祟l率增加（Zhou and Wu, 2016; Gao et al., 2019）。20 世紀(jì)90 年代之后，AMO 由負(fù)位相轉(zhuǎn)為正位相，使得東亞北部的增暖幅度加大（Jin et al., 2013; Sun et al., 2019; Zhang et al., 2020;Hu et al., 2021）。

3.2 AMO 與其他大洋對東亞夏季氣候的協(xié)同影響

北大西洋和北太平洋海表溫度年代際模態(tài)作為全球海洋最強(qiáng)的兩個(gè)年代際信號，是東亞氣候年代際變化的重要原因。當(dāng)AMO 和太平洋年代際振蕩（PDO）處于反位相時(shí)，兩者的作用一致、相互疊加，導(dǎo)致顯著偏強(qiáng)或偏弱的東亞夏季風(fēng)（圖2）；相反，當(dāng)AMO 和PDO 處于同位相時(shí)，兩者的作用相反、相互抵消，對應(yīng)略微偏強(qiáng)或者偏弱的東亞夏季風(fēng)（Si et al., 2021）。AMO 和PDO 協(xié)同作用亦是造成東亞夏季風(fēng)30～40 年周期的主要原因（丁一匯等, 2018）。此外，PDO 和AMO 是引起東亞夏季降水年代際變化的關(guān)鍵海洋因子，其中東亞夏季降水年代際變化的第一模態(tài)與PDO 有關(guān)，第二模態(tài)則與AMO 有關(guān)，PDO 和AMO 會調(diào)制東亞地區(qū)經(jīng)向和緯向大氣遙相關(guān)波列，進(jìn)而影響東亞夏季降水的年代際變化（Si and Ding, 2016）。除了夏季風(fēng)和降水，AMO 與PDO 協(xié)同作用還可以影響東亞急流的位置，20 世紀(jì)90 年代后，正位相的AMO 和負(fù)位相的PDO 增強(qiáng)了東亞經(jīng)向溫度梯度和斜壓增長率，造成東亞溫帶急流南移和副熱帶急流北移（Huang et al., 2019）。需要指出的是，AMO 和PDO 之間亦有顯著聯(lián)系（McGregor et al.,2014; Ruprich-Robert et al., 2017; Cai et al., 2019;Meehl et al., 2021）。數(shù)值模擬試驗(yàn)顯示，AMO 正（負(fù)）位相會引起熱帶太平洋海表溫度的負(fù)（正）異常[即PDO 負(fù)（正）位相]，而PDO 正（負(fù)）位相則會導(dǎo)致熱帶大西洋海表溫度的正（負(fù)）異常[即AMO 正（負(fù)）位相]，沃克環(huán)流在其中起重要橋梁作用（Meehl et al., 2021）。

圖2 AMO 和PDO 協(xié)同影響東亞夏季氣候機(jī)制的示意圖：（a）AMO 正位相而PDO 負(fù)位相；（b）AMO 負(fù)位相而PDO 正位相。字符AC 和C 分別代表異常反氣旋和氣旋環(huán)流，藍(lán)色和紅色箭頭分別代表冷空氣和季風(fēng)氣流，紫色箭頭代表波列傳播的方向。Fig.2 Schematic diagrams of the synergistic impacts of the AMO and PDO (Pacific Decadal Oscillation) on the summer climate over East Asia:(a) Positive phase AMO and negative phase PDO; (b) negative phase AMO and positive phase PDO.The letters AC and C indicate anomalous anticyclone and cyclone, respectively.The blue (red) arrow denotes the cold (monsoon) flow.The purple arrow denotes the propagation direction of the teleconnection wave train.

東亞夏季氣候亦受到北大西洋和印度洋的協(xié)同影響。例如，北大西洋海表溫度兩類三極子模態(tài)（南模態(tài)和北模態(tài)）與印度洋海盆一致模態(tài)（IOBM）的不同位相組合下，中國長江流域的極端降水日數(shù)明顯不同（Zhu et al., 2023）。正位相的北大西洋海表溫度三極子南模態(tài)激發(fā)的Rossby 波列會引起東北亞異常氣旋環(huán)流，正位相的IOBM 激發(fā)的Kelvin 波列會增強(qiáng)西北太平洋反氣旋，氣旋輸送的干冷空氣與反氣旋輸送的暖濕空氣在長江流域輻合導(dǎo)致極端降水日數(shù)增加。熱帶北大西洋和印度洋同時(shí)增暖會激發(fā)東傳的大氣Kelvin 波，使得孟加拉灣出現(xiàn)反氣旋式環(huán)流異常，增加青藏高原上空的夏季降水（Zhang et al., 2022）。大西洋、太平洋和印度洋對東亞夏季降水年代際變化存在協(xié)同影響，AMO、PDO 以及IOBM 的不同位相組合可以影響東亞對流層高層Rossby 波列以及對流層低層Kelvin 波的傳播，進(jìn)而改變東北亞和西北太平洋的大氣環(huán)流，最終導(dǎo)致東亞夏季降水的年代際變化（Zhang et al., 2018）。

AMO 對太平洋海表溫度與東亞夏季氣候的關(guān)系亦有重要影響。例如，AMO 會改變PDO 與中國華北降水年代際變化的聯(lián)系，當(dāng)AMO 與PDO反位相時(shí)，AMO 正位相（負(fù)位相）激發(fā)的東傳的Rossby 波列會增強(qiáng)PDO 負(fù)位相（正位相），使得北太平洋北部出現(xiàn)反氣旋（氣旋）式環(huán)流異常，因此PDO 與華北降水的聯(lián)系會加強(qiáng)；反之，當(dāng)AMO 與PDO 同位相時(shí)，二者間的關(guān)系會減弱（Yang et al., 2019）。厄爾尼諾—南方濤動（ENSO）對南海夏季風(fēng)的影響會受到AMO 的調(diào)制，當(dāng)AMO 處于負(fù)位相時(shí)，太平洋溫躍層變淺，海氣相互作用增強(qiáng)，ENSO 強(qiáng)度加大，對南海夏季風(fēng)強(qiáng)度造成顯著影響；當(dāng)AMO 處于正位相時(shí)，ENSO 對南海夏季風(fēng)的影響較弱（Fan et al., 2018）。

3.3 AMO 對東亞冬季氣候影響

觀測表明，AMO 正位相時(shí)，東亞冬季風(fēng)系統(tǒng)成員（西伯利亞高壓、東亞沿岸低層北風(fēng)、東亞大槽和東亞急流）顯著增強(qiáng)，反之亦然（Geng et al.,2017; Miao and Jiang, 2021）。當(dāng)AMO 正位相時(shí)，歐亞大陸中緯度氣溫降低，中國北方偏冷且暴雪增多（Luo et al., 2017; Jin et al., 2020; Miao and Jiang,2021; Zhou et al., 2021）。在機(jī)制上，AMO 位相轉(zhuǎn)變會激發(fā)一支從北大西洋副熱帶區(qū)域傳播至東北亞的Rossby 波列，其包含四個(gè)交替出現(xiàn)的正負(fù)異常中心，分別位于撒哈拉以西、地中海、烏拉爾山北部和東北亞。當(dāng)AMO 處于正位相時(shí)，東北亞有位勢高度負(fù)異常和氣旋式環(huán)流異常，有利于加強(qiáng)東亞冬季風(fēng)并引導(dǎo)高緯度冷空氣南下；AMO 冷位相則大體相反（圖1b，Miao and Jiang, 2021, 2022）。評估顯示，氣候模式可以再現(xiàn)觀測中AMO 位相轉(zhuǎn)變所激發(fā)的大氣遙相關(guān)波列，但模擬的波列位置比觀測的偏北（Zhou et al., 2021）。觀測和模擬表明，AMO 正位相（負(fù)位相）時(shí)中國40°N 以南大部分地區(qū)氣溫升高（降低），并且這與一支從非洲西北海岸東傳至東亞的Rossby 波列密切相關(guān)（Li and Bates, 2007; Wang et al., 2009; Zhou et al., 2015; Han et al., 2016; Sun et al., 2017）。AMO 正位相時(shí)，該波列引起中國南方出現(xiàn)位勢高度正異常，造成該地區(qū)氣溫上升；AMO 冷位相則與之大體相反（Sun et al., 2017）。

ENSO 對東亞冬季風(fēng)年際變化的影響一直受到學(xué)界關(guān)注，早期工作顯示ENSO 正位相有利于東亞冬季風(fēng)減弱，負(fù)位相則會使之加強(qiáng)（如：Zhang et al., 1996; Wang et al., 2000）。然而，一些學(xué)者指出ENSO 與東亞冬季風(fēng)之間的聯(lián)系存在年代際變化，在1900～1926 年和1952～1976 年期間顯著負(fù)相關(guān)，在1927～1951 年和1977～1998 年期間則關(guān)系不顯著，而AMO 和PDO 對這種年代際變化起重 要 作 用（Zhou et al., 2007; Wang et al., 2008;Wang and He, 2012; He and Wang, 2013; Geng et al.,2017; Chen et al., 2018）。首先，PDO 正位相（負(fù)位相）時(shí)，ENSO 與東亞冬季風(fēng)關(guān)系不顯著（顯著），PDO 通過改變低緯度太平洋—東亞遙相關(guān)和中緯度西北太平洋位勢高度對ENSO 的響應(yīng)起調(diào)制作用（Wang et al., 2008; Kim et al., 2014; Shi,2021）。其次，ENSO 冷事件（拉尼娜）與東亞冬季風(fēng)的關(guān)系在AMO 正位相時(shí)穩(wěn)定，在AMO 冷位相時(shí)不穩(wěn)定；ENSO 暖事件（厄爾尼諾）與東亞冬季風(fēng)的關(guān)系則與AMO 位相無關(guān)（Geng et al., 2017,2018）。在機(jī)制上，一方面，當(dāng)拉尼娜與AMO 正位相同時(shí)發(fā)生，西北太平洋海表溫度暖異常的幅度和范圍增大，進(jìn)而加強(qiáng)西北太平洋氣旋式環(huán)流異常和東亞冬季風(fēng)；當(dāng)拉尼娜與AMO 冷位相同時(shí)發(fā)生，暖海表溫度和氣旋式環(huán)流異常幅度變?nèi)?，對東亞冬季風(fēng)的影響減小（Geng et al., 2017）。另一方面，AMO 正位相會激發(fā)橫跨歐亞中高緯度的Rossby 波列，引起西伯利亞高壓和東亞冬季風(fēng)增強(qiáng)，與拉尼娜的影響一致；AMO 冷位相則會導(dǎo)致西伯利亞高壓和東亞冬季風(fēng)減弱，與拉尼娜的作用相反（Geng et al., 2017）。

4 結(jié)論

本文回顧了近年來關(guān)于AMO 對東亞氣候影響的研究工作。主要結(jié)論如下：

（1）AMO 指數(shù)通常被定義為去除趨勢后的北大西洋區(qū)域平均的海表溫度距平。在去除趨勢時(shí)一般有三種做法：一是去掉線性趨勢，二是去除以全球變暖為主要特征的外強(qiáng)迫信號（即全球平均海表溫度），三是去除多模式集合平均的北大西洋海表溫度。

（2）AMO 的形成機(jī)制目前還存在不同意見。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為AMO 是受氣候系統(tǒng)內(nèi)部過程尤其是AMOC 所主導(dǎo)的多年代際尺度的海洋模態(tài)，第二種觀點(diǎn)認(rèn)為AMO 的演變受到外強(qiáng)迫的驅(qū)動，第三種觀點(diǎn)認(rèn)為AMO 是北大西洋海表溫度對大氣隨機(jī)強(qiáng)迫的響應(yīng)。

（3）AMO 經(jīng)由三種途徑影響東亞夏季氣候。首先，AMO 正位相會引起熱帶西太平洋和海洋性大陸降水增多、對流活動增強(qiáng)，進(jìn)而激發(fā)西北太平洋反氣旋式環(huán)流異常，導(dǎo)致西太平洋副熱帶高壓西伸、東亞夏季風(fēng)增強(qiáng)；其次，AMO 正位相時(shí)，歐亞大陸對流層溫度升高，亞洲與周邊大洋的熱力差異增大，使得東亞夏季風(fēng)加強(qiáng)；再者，AMO 正位相會激發(fā)由北大西洋向下游傳播的Rossby 波列，引起東亞北部（南部）異常低壓（高壓），導(dǎo)致東亞低層出現(xiàn)偏南風(fēng)和向北的水汽輸送，進(jìn)而加強(qiáng)東亞夏季風(fēng)。另外，AMO 與太平洋和印度洋協(xié)同作用可以顯著影響東亞氣候的年代際變化以及東亞極端降水。

（4）AMO 可以通過激發(fā)兩支波列調(diào)制東亞冬季氣候。一方面，AMO 位相轉(zhuǎn)變會激發(fā)一支從北大西洋途徑烏拉爾山北部傳至東北亞的波列，AMO 正位相時(shí)東北亞呈現(xiàn)位勢高度負(fù)異常，東亞冬季風(fēng)系統(tǒng)成員顯著增強(qiáng)，歐亞大陸中緯度和中國北方氣溫降低；反之亦然。另一方面，AMO 會產(chǎn)生一支從非洲西北海岸東傳至東亞的波列，AMO正位相時(shí)東亞呈現(xiàn)位勢高度正異常，導(dǎo)致中國40°N 以南大部分地區(qū)偏暖；AMO 負(fù)位相則大體相反。

綜上所述，AMO 的形成機(jī)制復(fù)雜，其位相轉(zhuǎn)變對東亞氣候年代際變化有顯著影響。今后，以下幾方面的工作值得重視：（1）加深對AMOC 等關(guān)鍵氣候內(nèi)部變率和氣溶膠等外強(qiáng)迫的氣候效應(yīng)的理解，提升模式對其的模擬能力，進(jìn)而量化各因子對AMO 形成的相對作用；（2）探究AMO 位相轉(zhuǎn)變對東亞極端氣候年代際變化的影響及機(jī)理，明確其與AMO 調(diào)制東亞平均氣候年代際變化的過程的異同；（3）當(dāng)前氣候模式對AMO 的年代際預(yù)測有一定的能力，但對東亞氣候的年代際預(yù)測水平較低，需要評估是否可以通過動力與統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法提升東亞氣候年代際預(yù)測水平；（4）在未來增暖背景下，AMO 及其與東亞氣候的聯(lián)系是否會改變需要關(guān)注；與此有關(guān)，剖析過去暖期AMO 及其影響如何變化對未來氣候預(yù)估亦有重要參考價(jià)值。