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議題背景：

研究文獻：

• Jia, F. et. al. (2021). "Enhanced North Pacific impact on El Niño/ Southern Oscillation under greenhouse warming." Nature.

專家怎麼說？

2021年09月15日
台灣大學大氣科學系副教授 黃彥婷

地球上不同區域的天氣或氣候系統會互相影響 ，例如聖嬰現象發生時，除了熱帶太平洋的氣候變動外，世界各地的降雨分佈也隨著大氣環流的波動改變。這篇文章所討論的北太平洋對聖嬰現象的影響加劇，意味著在海表溫度比較高的情況下，一如全球暖化，各個區域的氣候的連結將更緊密。

許多關於全球暖化的研究，著重在全球均溫的變化，或是針對特定氣候現象探討其在暖化下的改變。這篇文章著重在「不同的氣候現象的連結」隨著暖化的改變，是比較新穎的點。

報告中提到，較溫暖的背景海溫，會使得北太平洋與熱帶太平洋的連結更緊密。這個機制立基於海水蒸發與海溫之間的非線性關係（指隨著海溫上升，蒸發增加的幅度會越來越大），連結已知的熱力學。更仔細來說，北太平洋與熱帶太平洋的連結，奠基於「風、蒸發、海溫」這個回饋機制（wind-evaporation-SST feedback）。全球暖化下，回饋機制更有效率，也就使得北太平洋與熱帶太平洋的連結更緊密。這是科學上有信心的事情，也是世界各大氣候中心的模式都模擬得很好的過程。

然而，除了研究中提到的熱力過程，在探討不同區域的連結之遙相關現象時，還有許多動力過程的不確定性，各個模式的模擬不盡相同，這個部分需要進一步研究釐清。

雖然已有對聖嬰現象的預報模式，但仍有其不確定性。近年有一些研究指出，考慮中高緯度的風場變化，可以增加聖嬰現象的可預報度。若北太平洋對熱帶太平洋的連結變得更緊密，確實是有提高可預報度的機會。只是中高緯度引起的聖嬰為中太平洋聖嬰（Central Pacific El Niño），其強度以及對台灣的影響與典型的東太平洋聖嬰（Eastern Pacific El Niño）不同，因此預報時需要再進一步評估。

2021年09月16日
中央大學大氣科學學系教授兼主任 余嘉裕

聖嬰事件是影響臺灣降水（春雨、颱風路徑）的因子之一，而此研究探討春季北太平洋經向模態（NPMM）影響冬季聖嬰南方震盪（ENSO）啟動的機制，若其能有效地改善對於聖嬰現象之預測，則有利於政府提前規劃水資源分配。

但這份研究在推論時，有兩個推論上的限制：
1. NPMM主要發生於春季（3月－5月），該機制所激發聖嬰屬於「中太平洋聖嬰」（Central Pacific El Nino），通常不易發展成極端聖嬰（或超級聖嬰）。
2. 此研究以「大氣增加4倍二氧化碳含量」設為未來暖化程度，從而推論出劇烈暖化增強NPMM與ENSO的相關性，但未來暖化趨勢會如何變動，取決於世界各國政府的溫室氣體排放政策，尚有很大不確定性。

整體而言全球暖化增暖海表面溫度，也提升海表面蒸發對風的敏感度。當NPMM減弱東北太平洋的東北信風，將引起更顯著的異常暖海水與赤道西風，這有利於啟動聖嬰事件。簡言之，暖化將提高NPMM（春季）與ENSO（冬季）相關性，尤其與極端聖嬰事件的關聯。隨者全球暖化加劇，利用NPMM作為ENSO發生前之「先兆」（precursor），可提前2~3季（6~9個月）就知道ENSO是否會在接下來的冬季發生，可大幅提升ENSO之可預報度。

2021年09月16日
臺北市立大學地球環境與生物資源系教授暨理學院院長 洪志誠

由於聖嬰與南方震盪（ENSO）引起的海溫異常對全球氣候具顯著影響，因此如何提高聖嬰的預報能力，向來是氣候預報的主要挑戰項目。觀測顯示ENSO事件發生之前，北半球東北太平洋經常出現西南–東北走向的暖海溫異常，此海溫結構又稱為北太平洋經向模態（North Pacific Meridional Mode, NPMM）。NPMM是海洋-大氣交互作用的現象，由於領先ENSO可達幾個季節，是ENSO的主要預報因子之一。本研究主要透過政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）所彙整，多個具科學公信力的氣候模擬模式（CMIP5/CMIP6）[1]，比較20世紀（1900-1999）與受暖化影響之21世紀（2000-2099）兩組模擬資料，探討NPMM在預報ENSO的可能改變以及成因。

研究主要結論為：1)NPMM對ENSO的作用[2]在暖化情境下顯著增強。2)暖化情境下NPMM對於ENSO的可預報度增加。CMIP5&6多數模式顯示未來（21世紀）NPMM事件發生（春季）後，冬季出現聖嬰事件的頻率較現今氣候顯著增加。3)未來NPMM對ENSO作用增強主要機制為暖化情境下，風–蒸發–海溫（Wind-evaporation-SST, WES）正回饋機制加強。換言之，在未來的氣候態下，相同的NPMM海溫距平[4]在赤道西太平洋可以產生較大的西風距平，而此西風距平是激發聖嬰的關鍵機制。

參考資料與註釋：

[1] CMIP是IPCC報告（關於IPCC請參考：IPCC AR6 科學資訊）中用來推估未來氣候的模擬工具，全名為跨國耦合氣候模式對比計畫（Coupled Model Intercomparison Project）。CMIP5/CMIP6分別對應IPCC的第五次與第六次評估報告。台灣由中央研究院環境變遷中心發展的TaiESM 模式自CMIP6開始也是成員之一，在氣候變遷與未來推估作出具體的貢獻，也展現台灣在氣候變遷研究的軟實力。

[2]NPMM 主要發生位置在副熱帶，ENSO則在熱帶地區，NPMM 對ENSO的作用可解釋成副熱帶海溫對熱帶海溫的影響。熱帶−副熱帶或熱帶−中高度緯度交互作用也是氣候變遷研究重要的議題之一。

[3]回饋是指影響氣候系統變化之因子間的交互作用，例如A因子會影響B因子，而B因子回過頭改變A因子。如果雙方的互動是加成A對氣候系統的影響稱為正回饋，相反的如果是抵制稱為負回饋。風–蒸發–海溫正回饋表示這三因子之間的交互作用彼此加強影響效應。

[4]距平（anomaly）：在氣候研究通常作為偏離氣候態（或氣候平均值）的指標，海溫正（負）距平表示海溫高（低）於氣候值。雖然翻譯上有時候會以異常取代距平，但程度有別，異常通常意指距平較大，超乎正常較多的情況。