南京信息工程大学海洋科学学院张荣华教授团队最近取得重大研究成果，揭示了热带太平洋年际尺度和热带不稳定波（TIW）尺度叶绿素变率对ENSO振幅的调制作用。这一成果发表在《中国科学：地球科学》2024年第二期中英文版上。
    赤道中东太平洋海区拥有较高的海表叶绿素浓度，受物理环境与营养盐分布的影响，该区域展现出多时空尺度的叶绿素变率（如图1所示）。研究发现，在年际时间尺度上，叶绿素浓度与ENSO相位呈负相关——厄尔尼诺事件期间叶绿素偏低，拉尼娜时期则偏高。这种变化通过影响太阳辐射在上层海洋中的吸收和垂直混合，导致东太平洋海表温度降低，从而削弱ENSO的强度和周期。
    而在TIW尺度上，叶绿素浓度的变化同样显著。脊区叶绿素偏低时，由于混合层太阳辐射吸收减少以及涡有效位能转化率降低，减弱了TIW的强度；相反，槽区叶绿素偏高也起到了类似的效果。尤其在拉尼娜期间，TIW强度减弱会进一步减少对赤道东太平洋的热量供给，增强拉尼娜现象。
    为了深入探究这两种尺度下叶绿素变率对ENSO振幅的具体调制机制，研究团队利用大气-海洋物理-生物地球化学混合型耦合模式HCM-AOPB进行了一系列模拟实验。结果显示，仅引入年际叶绿素变率效应会使Niño3.4指数标准差减小34%，即减弱ENSO振幅并缩短其周期。而TIW尺度叶绿素变率则会增大ENSO振幅。当两种效应共存时，Niño3.4指数标准差减小19%，表明两者存在互相补偿及非线性相互作用。
    此项研究不仅揭示了不同尺度叶绿素变率对ENSO振幅的复杂调控机制，还指出现有数值模式在模拟这两种效应时的较大偏差，并为改进耦合模式提供了重要参考依据。这项工作深化了我们对气候系统与海洋生物地球化学过程间相互作用的理解，尤其是在不同时空尺度上的耦合效应。