蔣佳茗，汪亦蕾

(1.上海交通大學(xué)海洋學(xué)院，上海 201100； 2.衛(wèi)星海洋動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310012； 3.自然資源部第二海洋研究所，浙江 杭州 310012)

0 引言

工業(yè)革命以來(lái)，全球變暖已是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。全球變暖是地球能量失衡的表現(xiàn)形式[1]，地球中增加的能量會(huì)以不同的方式影響氣候系統(tǒng)，比如全球平均表面溫度和海表溫度上升[2]、陸地和海洋內(nèi)部溫度升高[3]、海平面升高[4]、極地冰雪融化[5]、大氣循環(huán)和海洋環(huán)流改變[6]、熱帶地區(qū)出現(xiàn)更強(qiáng)的降水[7]等。海洋面積占地球總面積的71%，體積大，海水比熱容大。在地球系統(tǒng)中，海洋存儲(chǔ)熱量的能力相對(duì)陸地和大氣更強(qiáng)。

具有巨大儲(chǔ)熱能力的深層海洋可以吸收大量的熱量，在全球氣候變化中起著重要作用[2,8-11]，同時(shí)它受氣候系統(tǒng)自然波動(dòng)的影響遠(yuǎn)小于全球平均地表溫度[12]。因此，海洋熱含量是衡量全球變暖的有力指標(biāo)[1]。

1999—2013年期間，全球平均表面溫度和海表溫度上升緩慢[8,13-21]，但這個(gè)現(xiàn)象并不意味著由溫室氣體上升引起的全球變暖發(fā)生了停滯。部分研究把1999—2013年溫度緩慢上升現(xiàn)象歸因于海洋年際變化、年代際變化、多年代際變化和全球變暖間的相互作用[13,22-23]。

太平洋的年代際變化一般指太平洋年代際濤動(dòng)(PDO)。PDO有正、負(fù)相位，在不同的時(shí)間內(nèi)處于不同的相位。處于不同的相位時(shí)，海洋熱含量會(huì)有不同的變化特征：處于正相位時(shí)，深海吸收的熱量減少，在一定程度上增強(qiáng)了海表變暖；處于負(fù)相位時(shí)，更多的熱量在海洋更深處積累，不僅使海洋整體變暖，還降低了大氣溫度和海表溫度上升速率[16]。

太平洋的年代際變化在1999—2013年期間海表的溫度變化中起著重要作用[24-25]。將1999—2013年的海表溫度變化時(shí)間序列與1976—1998年的時(shí)間序列進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)PDO的負(fù)相位在溫度上升緩慢現(xiàn)象中的作用非常明顯[16]。一種以輻射強(qiáng)迫和熱帶太平洋海面溫度作為輸入項(xiàng)的氣候模型[13]也進(jìn)一步驗(yàn)證了該結(jié)論。

CHENG et al[1]把年際變化指數(shù)(Nio3.4指數(shù))、年代際變化指數(shù)(PDO指數(shù))和多年代際變化指數(shù)(AMO指數(shù))與海洋的熱含量進(jìn)行回歸分析，結(jié)果顯示，1999—2013年的海表溫度上升緩慢現(xiàn)象是由這3種不同頻率的海洋變化共同作用引起的，單一的年際變化、年代際變化或者多年代際變化都不足以解釋這十幾年的溫度變化。海表溫度經(jīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，得到年際、年代際和多年代際溫度變化特征，1999—2013年期間，年際變化和年代際變化共同作用消減了全球表面溫度上升[21]。

1982/1983年、1997/1998年和2015/2016年的超級(jí)厄爾尼諾雖然都使太平洋海表溫度發(fā)生比較明顯的變化，但是也存在一定程度上的不同。例如，相比于1982/1983年和1997/1998年的兩次超級(jí)厄爾尼諾，2015/2016年的超級(jí)厄爾尼諾發(fā)生時(shí)，赤道太平洋上層海洋熱含量的變化沒(méi)有明顯的異常[26]；1997/1998年超級(jí)厄爾尼諾發(fā)生之后，海表溫度上升緩慢，而在2015/2016年超級(jí)厄爾尼諾發(fā)生之后，海表溫度恢復(fù)之前的增長(zhǎng)速率。

本文從海洋熱含量的角度，分析在全球變暖的背景下，1997/1998年和2015/2016年兩次超級(jí)厄爾尼諾之間發(fā)生的海表溫度上升緩慢現(xiàn)象，探討太平洋0～300 m的熱含量在1980—2020年之間的年際變化和年代際變化、熱帶西北太平洋的熱含量時(shí)空變化特征。

1 數(shù)據(jù)與方法

太平洋區(qū)域是海表溫度年際、年代際變化發(fā)生的主要區(qū)域，本文選用大氣物理研究所提供的IAP數(shù)據(jù)(Institute of Atmospheric Physics)[27]進(jìn)行研究。該格點(diǎn)數(shù)據(jù)為月平均數(shù)據(jù)，空間分辨率為1°×1°，垂直方向上把海洋0～300 m深度分為41層。本文選取數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍為1980年1月—2020年12月，共41年，492個(gè)月。其中，溫度數(shù)據(jù)中選取深度為1 m的數(shù)據(jù)作為海表溫度，熱含量數(shù)據(jù)選取0～300 m。該格點(diǎn)數(shù)據(jù)使用集合最優(yōu)插值方法和CMIP5多模式的歷史模擬，能夠更準(zhǔn)確地定義不同格點(diǎn)之間的相關(guān)性。

本文利用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEMD)的方法從溫度、熱含量等數(shù)據(jù)中分離出其年際和年代際的時(shí)空變化特征。年代際變化信號(hào)的振幅比年際變化更小，在時(shí)間、空間上都需要更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。本研究采用的這套數(shù)據(jù)在分析太平洋區(qū)域的溫度、熱含量等時(shí)空特征時(shí)，可以有效避免溫度、鹽度長(zhǎng)期變化的不準(zhǔn)確性。在海洋中，溫度、熱含量等數(shù)據(jù)都是非線(xiàn)性、非平穩(wěn)信號(hào)，集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法不受數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度限制，可以把溫度、熱含量的時(shí)間序列最終分解成季節(jié)性變化、年際變化和年代際變化。太平洋區(qū)域每個(gè)格點(diǎn)的熱含量時(shí)間序列經(jīng)EEMD分解后可得到7個(gè)本征函數(shù)(IMFs)和1個(gè)余項(xiàng)：IMF1為外界干擾噪音；IMF2為季節(jié)性變化；IMF3、IMF4和IMF5相加為年際變化；IMF6和IMF7相加為年代際變化；余項(xiàng)為溫度、熱含量在1980—2020年間的整體變化趨勢(shì)。溫度和熱含量數(shù)據(jù)提取季節(jié)性波動(dòng)后，剩余的部分稱(chēng)為溫度異常和熱含量異常。

單獨(dú)的EEMD分析只能體現(xiàn)數(shù)據(jù)的時(shí)間特征，無(wú)法體現(xiàn)出溫度、熱含量的空間分布特征。對(duì)太平洋的溫度、熱含量進(jìn)行分析，除了把原數(shù)據(jù)在時(shí)間上分解成年際、年代際變化和長(zhǎng)期趨勢(shì)之外，還需要對(duì)其空間變化特征做進(jìn)一步分析。經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解(EOF)是一種經(jīng)典的時(shí)空特征分析方法，本文利用EOF和EEMD相結(jié)合的方法，提取了1980年1月—2020年12月太平洋海域的溫度、熱含量時(shí)空變化信息，并排除了外來(lái)的隨機(jī)干擾。

2 結(jié)果

2.1 1980—2020年太平洋熱含量變化

圖1a為1980—2020年期間太平洋區(qū)域平均海表溫度異常(SSTA)的時(shí)間序列。SSTA整體上波動(dòng)上升，1997/1998年和2015/2016年超級(jí)厄爾尼諾期間，太平洋的溫度異常皆出現(xiàn)了較為明顯的極大值，分別為0.2 ℃和0.42 ℃，后者溫度達(dá)到了前者的兩倍。而在這兩次超級(jí)厄爾尼諾之間，太平洋SSTA上升緩慢，這與在該段時(shí)間內(nèi)全球海表溫度上升緩慢一致。前人對(duì)于1999—2013年SSTA上升緩慢的現(xiàn)象做了大量研究，有學(xué)者認(rèn)為，這種暫停期是由太平洋的年代際變化PDO引起的。PDO在1999—2013年期間處于負(fù)相位，對(duì)海表溫度的變化起著重要作用[1,8,13,16,28]。2015/2016年超級(jí)厄爾尼諾之后，海表溫度上升速率增加。

圖1b為1980—2020年太平洋區(qū)域0～300 m總熱含量異常(OHCA)的變化。從圖中可以看出，整個(gè)太平洋區(qū)域熱含量雖然很好地展示了全球變暖的現(xiàn)象，但是不能很明顯地體現(xiàn)其年際和年代際變化。在時(shí)間序列中：熱含量最小值出現(xiàn)在1983年左右，約為-2.8×108J/m2；最大值出現(xiàn)在2020年，約為2.4×108J/m2。雖然太平洋0～300 m的熱含量波動(dòng)較小，但是整體呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)。事實(shí)上，熱含量的空間變化受海流、風(fēng)場(chǎng)等一些因素的影響，不同區(qū)域的熱含量變化趨勢(shì)并不相同。也有研究認(rèn)為：1999—2013年溫度上升緩慢是因?yàn)闊釒鞅碧窖髢?chǔ)存了大量的熱量，這些熱量在2015/2016年被釋放出來(lái)，促使SSTA恢復(fù)以前的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)[29]。

圖1 1980—2020年太平洋海表溫度異常(a)及0～300 m海洋熱含量異常(b)Fig.1 Sea surface temperature anomaly(a) and ocean heat content anomaly at depth of 0-300 m (b) in Pacific Ocean from 1980 to 2020

根據(jù)太平洋區(qū)域海表溫度在1980—2020年的年代際變化特點(diǎn)以及前人的研究結(jié)果[8,13-21]，本文把1980—2020年的溫度、熱含量數(shù)據(jù)劃分為3個(gè)時(shí)間段，用以對(duì)太平洋區(qū)域熱含量的空間特征和年代際變化做進(jìn)一步探究：1980—1998年為第1個(gè)時(shí)間段，1999—2013年為第2個(gè)時(shí)間段，2014—2020年為第3個(gè)時(shí)間段。

2.2 太平洋熱含量分布的時(shí)空特征

2.2.1 熱含量在不同時(shí)期平均態(tài)之差

圖2是太平洋0～300 m熱含量相鄰時(shí)間段氣候態(tài)之差。由圖所示，在1999—2013年期間，西太平洋熱含量相對(duì)較高，而東太平洋熱含量比前后兩個(gè)階段都低；東太平洋表面溫度在第2階段較低，是全球海表溫度緩慢上升的一個(gè)原因[13]；西北太平洋低緯度區(qū)域0～300 m的熱含量變化最明顯。

圖2 太平洋熱含量相鄰時(shí)期平均態(tài)之差Fig.2 The average value differences of ocean heat content between two adjacent periods in the Pacific Ocean

2.2.2 太平洋區(qū)域熱含量的時(shí)空特征

圖3為太平洋0～300 m熱含量異常的EOF分析結(jié)果。圖3a、3c和3e分別為第一、第二和第三模態(tài)，各自的解釋方差為32.23%、13.44%和7.23%；圖3b、3d和3f為第一、第二和第三模態(tài)的時(shí)間序列。第一模態(tài)顯示了ENSO信號(hào)：海洋熱含量主要變化區(qū)域?yàn)闊釒窖螅忻黠@的東-西向反位相震蕩[30]；受信風(fēng)影響，熱帶東太平洋冷水上涌，熱帶東太平洋和中太平洋的海表溫度降低，并抵消了其他海域的升溫效應(yīng)，導(dǎo)致升溫速度較小[1]。第二模態(tài)和第三模態(tài)受EOF正交性的影響，存在虛假模態(tài)。圖3b顯示，太平洋低緯度區(qū)域在1982/1983年、1987/1988年、1997/1998年和2015/2016年出現(xiàn)了比較強(qiáng)的厄爾尼諾現(xiàn)象。圖3d的時(shí)間序列顯示，熱含量除了長(zhǎng)期變化趨勢(shì)外，也存在年際變化。為了解決這種模態(tài)混合現(xiàn)象，有效去除太平洋區(qū)域的年際變化，研究其熱含量的年代際變化情況，本文用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEMD)去除太平洋區(qū)域熱含量的年際變化，探討其年代際變化。

圖3 太平洋區(qū)域去除季節(jié)變化熱含量空間EOF分析Fig.3 EOF of ocean heat content in the Pacific Ocean after removing the seasonal signal

將去除年際變化的太平洋熱含量再次做EOF分析，結(jié)果如圖4所示。在第一模態(tài)中西太平洋及高緯度地區(qū)0～300 m呈現(xiàn)明顯的長(zhǎng)期變暖趨勢(shì)，在東太平洋低緯度和中緯度區(qū)域，有略微的變冷趨勢(shì)，第一模態(tài)的解釋方差為52.93%(圖4a)。第一模態(tài)的時(shí)間序列存在微小的波動(dòng)，這種波動(dòng)可能和模態(tài)中東太平洋中低緯度較冷的空間特征有關(guān)(圖4b)。

第二模態(tài)主要變化區(qū)域?yàn)闊釒鞅碧窖?。在熱帶西北太平?5°N—20°N,120°E—180°E)區(qū)域存在明顯的年代際變化。1980—1988年和1999—2013年為暖相位，1989—1998年和2014—2020年為冷相位。值得注意的是，在圖4d中，PC2 在 2010—2015 年出現(xiàn)大幅降低，并在2016年左右回落到1993/1994年的水平。該現(xiàn)象在前人的研究中也出現(xiàn)過(guò)。YIN et al[29]分析了0～700 m海洋熱含量在1993—2012年和2013—2015年兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的變化趨勢(shì)，研究結(jié)果表明：1993—2012年期間積累在熱帶西北太平洋區(qū)域的熱含量在2013—2015年期間釋放了出來(lái)，強(qiáng)烈的熱量釋放導(dǎo)致2013—2015年熱帶西北太平洋的海平面急劇下降了 300 mm[29]。熱帶西北太平洋0～700 m范圍不同深度的平均溫度時(shí)間序列顯示，有大部分熱量存儲(chǔ)在該區(qū)域的次表層50～300 m處；海洋熱含量從2014年開(kāi)始釋放，與海表溫度上升速率增加時(shí)間吻合。前人對(duì)該區(qū)域的熱含量也做過(guò)相關(guān)研究，在多年代際尺度上，該區(qū)域的熱含量在1945—2006年呈現(xiàn)出負(fù)增長(zhǎng)趨勢(shì)[31]。年代際尺度上，熱含量在北赤道流區(qū)域出現(xiàn)極值，在北赤道逆流區(qū)變化幅度減小[32]。前人的研究指出，熱帶太平洋的低頻變化伴隨著沃克環(huán)流加劇，阿留申低壓減弱和美國(guó)南部的長(zhǎng)期干旱[13]。熱帶西北太平洋的這種低頻變化與熱帶太平洋低頻變化之間的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

值得注意的是，在1997/1998年和2015/2016年，都發(fā)生了超級(jí)厄爾尼諾現(xiàn)象，在厄爾尼諾的后期，部分熱量會(huì)從上層海洋中釋放出來(lái)，使大氣發(fā)生微小的變暖，并伴隨著海洋變冷[33]。然而，1997/1998年的厄爾尼諾之后的近15年，海表溫度上升緩慢，而在2015/2016年超級(jí)厄爾尼諾之后的5年里，海表溫度的增長(zhǎng)速率明顯增加。這或許和PDO的相位在2015/2016年發(fā)生了變化有關(guān)。

圖4 太平洋區(qū)域去除季節(jié)變化和年際變化后的熱含量EOF分析Fig.4 EOF of ocean heat content in the Pacific Ocean after removing the seasonal signal and interannual signal(圖c中黑色框區(qū)域?yàn)?°N—20°N, 120°E—180°E，有比較明顯的年代際變化。)(The black box area in fig.c is 5°N—20°N, 120°E—180°E. There are obvious decadal changes. )

2.3 熱帶西北太平洋熱含量三維分布

2.3.1 海洋熱含量年際變化與年代際變化

圖5為熱帶西北太平洋(5°N—20°N, 120°E—180°E)區(qū)域平均熱含量異常數(shù)據(jù)及其EEMD分解結(jié)果。圖5b中陰影部分為負(fù)的Nio3.4指數(shù)，該區(qū)域熱含量經(jīng)EEMD分解后提取的年際變化信號(hào)與Nio3.4指數(shù)相關(guān)性為-0.89，說(shuō)明通過(guò)EEMD方法得到的該區(qū)域的年際變化為ENSO信號(hào)。圖5c是利用EEMD在該區(qū)域提取的年代際信號(hào)，其時(shí)間序列與圖4中第二模態(tài)的時(shí)間序列存在一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.899，表明在太平洋的低頻變化中，熱帶西北太平洋是太平洋年代際變化的主要區(qū)域。圖5d 表明該區(qū)域存在長(zhǎng)期變暖的趨勢(shì)，但在數(shù)值上，其變化幅度比年際變化、年代際變化更小，該結(jié)果與太平洋0～300 m熱含量的低頻信號(hào)EOF分析的第一模態(tài)的時(shí)間序列(圖4b)存在一定程度的相關(guān)性。圖4b和圖5d的時(shí)間序列都呈現(xiàn)了長(zhǎng)期變暖趨勢(shì)，不同之處在于，前者的時(shí)間序列存在一些波動(dòng)，后者不存在波動(dòng)，這和研究區(qū)域(前者針對(duì)太平洋，后者針對(duì)熱帶西北太平洋)以及研究方法(前者采用EOF分解，后者采用EEMD分解)有關(guān)。

圖5 熱帶西北太平洋(0°—20°N，120°E—180°E)平均熱含量異常的EEMD分解Fig.5 EEMD decomposition of averaged ocean heat content anomaly in the tropical northwest Pacific (0°-20°N,120°E-180°E)(圖5b中的陰影部分為-Nio3.4指數(shù)。)(The shaded part in fig.5b is -Nio3.4 index.)

2.3.2 海洋溫度垂向分布

圖6為熱帶西北太平洋各層水溫進(jìn)行EEMD分解后的結(jié)果。圖6b中顯示的溫度年際變化主要發(fā)生在50～200 m之間。在1982/1983年、1997/1998年和2015/2016年的超級(jí)厄爾尼諾發(fā)生時(shí)，表層的溫度變化幅度大約在-0.5～0.5 ℃之間，而次表層溫度變化則達(dá)到了±2 ℃。次表層溫度變化比表層溫度變化幅度更大。在年代際變化中(圖6c)，次表層溫度出現(xiàn)了明顯的冷暖交替現(xiàn)象：1981—1988年、1999—2013年為暖相位；1989—1998年、2014—2020年為冷相位。巢紀(jì)平[34]提出：在幾乎所有的厄爾尼諾和拉尼娜事件中，海溫距平都起源于暖池的次表層溫躍層附近，在一定的大氣條件下，在赤道沿著溫躍層向東、向上傳輸，到赤道東太平洋傳到海洋表層，形成傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為的El Nio/La Nia事件。2014—2016 年，全球平均表面溫度屢次打破記錄，主要原因是2015/2016年的厄爾尼諾現(xiàn)象從海洋釋放了大量異常的海洋熱量[29]。圖6d表明：長(zhǎng)期變暖趨勢(shì)在200 m以上的深度比較明顯；在50～180 m之間，全球海洋變暖現(xiàn)象最明顯。

圖6 熱帶西北太平洋各層溫度異常的EEMD分解Fig.6 EEMD decomposition of temperature anomaly in different depths in the tropical northwest Pacific

相關(guān)研究表明海表溫度的變化和海洋次表層的熱含量相關(guān)[35-37]。在1999—2013年期間，海洋表層的熱含量在減少，而次表層的熱含量在增加。海洋內(nèi)部這種年代際熱含量的變化可以解釋溫度上升緩慢的現(xiàn)象。熱帶西北太平洋在1999—2013年額外儲(chǔ)存了大量的熱量沒(méi)有釋放出來(lái)[8,10,22,28,38]，使得全球表面溫度上升緩慢，而溫室氣體是導(dǎo)致這種熱量積累的主要原因[22]。圖6c驗(yàn)證了這個(gè)觀點(diǎn)，該區(qū)域的熱含量自2013年之后逐漸降低。TRENBERTH et al[16]研究發(fā)現(xiàn)太平洋風(fēng)場(chǎng)的變化使得超過(guò) 30%的海洋熱含量滲透到 700 m 以下的深度。這說(shuō)明全球變暖并未停止,它只是以不同的方式表現(xiàn)出來(lái)。

2.3.3 海洋熱含量經(jīng)向分布

圖7是熱帶西北太平洋經(jīng)向總熱含量異常 EEMD 分解，圖7a是熱帶西北太平洋區(qū)域經(jīng)向總熱含量異常，圖7b為EEMD分解后的年際變化，圖7c為年代際變化，圖7d為長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。圖7a顯示：在1982/1983年、1997/1998年和2015/2016年該區(qū)域發(fā)生了明顯的冷異常，分別對(duì)應(yīng)了3次超級(jí)厄爾尼諾現(xiàn)象；在1999—2013年期間，暖異常次數(shù)比1982—1998年更多，表明在21世紀(jì)初的15年里，大時(shí)間尺度下，類(lèi)拉尼娜現(xiàn)象比以往多，1999—2013年間溫度上升緩慢與15年間發(fā)生的拉尼娜現(xiàn)象有關(guān)[21]。CCSM4 的模式模擬結(jié)果顯示：太平洋上空的風(fēng)場(chǎng)可以改變赤道附近的上升流以及低緯度西太平洋和中太平洋的熱量[8-9]。

圖7b顯示，1999—2013年期間，有多次暖異常，表明熱帶西北太平洋發(fā)生了多次拉尼娜現(xiàn)象。由 圖7c 可見(jiàn)，在120°E—180°E之間，0～300 m的熱含量存在明顯的冷暖相位交替現(xiàn)象：1980—1988年、1999—2013年為暖相位；1989—1998年、2014—2020年為冷相位。圖7d顯示該區(qū)域具有長(zhǎng)期變暖的特征，但在1999—2013年期間，出現(xiàn)了全球海洋平均升溫的停滯現(xiàn)象。相關(guān)研究認(rèn)為SSTA上升的停滯是由這段時(shí)間內(nèi)該區(qū)域吸收了大量的熱量引起的[29]。圖7b 中較多的拉尼娜事件和 圖7c 中1999—2013年出現(xiàn)的熱含量的暖相位也驗(yàn)證了這個(gè)觀點(diǎn)。值得注意的是，熱帶西北太平洋熱含量年代際的變化幅度比其年際變化要小得多。

圖7 熱帶西北太平洋經(jīng)向總熱含量異常EEMD分解Fig.7 EEMD decomposition of meridional total ocean heat content anomaly in the tropical northwest Pacific

2.3.4 海洋熱含量緯向分布

把熱帶西太平洋0～300 m的熱含量進(jìn)行緯向(120°E—180°E)積分，EEMD分解后結(jié)果如圖8所示，其中圖8a顯示了該區(qū)域緯向熱含量異常的時(shí)間序列。熱含量異常主要發(fā)生在20°S—20°N之間，變化幅度約為 (-2.7～1.8)×1021J。圖8b則反映了該區(qū)域的ENSO信號(hào)，在1982/1983年、1997/1998年和2015/2016年3次超級(jí)厄爾尼諾現(xiàn)象中，最大的冷異常出現(xiàn)在0°—15°N之間，且熱帶北太平洋冷異常出現(xiàn)時(shí)間總是領(lǐng)先于熱帶南太平洋。

圖8c體現(xiàn)了熱帶西太平洋的年代際變化，從整體上看，變化幅度比厄爾尼諾期間要小很多，年代際出現(xiàn)冷暖交替現(xiàn)象，且主要發(fā)生在5°N—20°N之間。在1983—1998年為冷相位，在1999—2013年為暖相位，而在2015—2020年又轉(zhuǎn)變?yōu)槔湎辔?。雖然1997—1998 年的厄爾尼諾與 2015—2016 年的厄爾尼諾一樣強(qiáng)，然而就西太平洋，尤其是熱帶西北太平洋釋放的熱量而言，2013—2015年釋放的熱量明顯比之前1981/1982年和1996/1997年的更多[29]。

圖8d顯示，熱帶西太平洋整體上呈現(xiàn)長(zhǎng)期變暖的趨勢(shì)。

圖8 熱帶西太平洋緯向總熱含量異常EEMD分解Fig.8 EEMD decomposition of zonal total ocean heat content anomaly in the tropical west Pacific

3 結(jié)論

本文分析了1980年1月—1998年12月、1999年1月—2013年12月和2014年1月—2020年12月這3個(gè)時(shí)間段內(nèi)太平洋0～300 m熱含量氣候態(tài)變化的不同點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)熱帶西北太平洋(5°N—20°N, 120°E—180°E)區(qū)域的熱含量存在明顯的不同。該區(qū)域在1980年1月—1998年12月和2014年1月—2020年12月這兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的熱含量較低，而在1999年1月—2013年12月期間，熱含量較高。

1980年1月—2020年12月期間太平洋0～300 m 熱含量的年際變化、年代際變化以及長(zhǎng)期變化趨勢(shì)的結(jié)果表明1980—2020年期間，熱帶西北太平洋是太平洋區(qū)域熱含量變化最明顯的區(qū)域。該區(qū)域0～300 m 的熱含量除了年際變化之外，還存在明顯的年代際變化和長(zhǎng)期變暖的趨勢(shì)。年代際變化中，該區(qū)域在1999—2013年期間熱含量較高，而從2014年至今熱含量較低。針對(duì)熱帶西北太平洋熱含量進(jìn)行經(jīng)向、緯向和垂向分析，結(jié)果表明，這種年代際變化主要發(fā)生在 5°N—20°N, 120°E—180°E, 次表層50～200 m處。這種年代際變化對(duì)全球海表溫度的年代際變化有著重要作用。