Madden-Julian Oscillation（MJO）是熱帶大氣季節內（20-100天）變率的主導模態，是影響全球範圍內極端天氣和氣候異常發生發展和預報的關鍵因素之一。通過監測實時多變元MJO（RMM）指數，註意到2023年春季發生了一次罕見的MJO事件，其在RMM第八位相的振幅達到了歷史最強（圖1）。有趣的是，隨後反應秘魯沿岸海溫變異的Niño-1+2指數亦達到歷史極值。這些極端事件的連續發生為進一步理解MJO觸發機理及其對海溫變異的升尺度影響提供了契機。

圖1. 2023年3月超強MJO事件的RMM指數發展。不同顏色代表了不同尺度對RMM指數的貢獻，具體信息可閱讀原文。

我系魏雲濤青年副研究員對該問題展開了深入研究。基於觀測資料診斷分析，發現2023年春季極端MJO事件起源於海洋性大陸西側靠近我國南海區域，這與經典MJO起源於赤道西印度洋不同。進一步分析表明，2023年2月份MJO事件在接近赤道中太平洋附近時，環流與對流解耦，產生向西北傳播的準雙周振蕩（QBWO）模態。與QBWO相關的熱帶外北風異常增強了冷湧攜帶的幹冷北風異常，從到導致南海上空對流增強，引發MJO擾動。這一系列過程反映了熱帶-熱帶外相互作用可能是導致MJO在印度洋之外觸發的關鍵物理過程。

圖2. 觀測和CESM不同試驗預測的Niño-3.4指數。

此次MJO事件的極端性主要體現在其超強抑製對流位相上，其在整個熱帶太平洋引起了大氣Kelvin波西風異常，對應兩個大值中心，分別位於赤道西太平洋和東太平洋。利用基於CESM2的ENSO集合預報系統，對MJO緯向風開展了敏感性集合預報試驗。通過定量分析，揭示了MJO緯向風分量主要通過抑製Ekman上升流和引發赤道下沉東傳Kelvin波，對隨後秘魯沿岸的增暖產生了30~40%的貢獻。盡管此次MJO單獨作用無法顯著增強海盆尺度厄爾尼諾的預測振幅，但其通過在太平洋東岸引起小尺度西傳擾動，顯著削弱了2023/24厄爾尼諾事件預測的離散度（圖2）。上述結果表明準確預測逐日MJO信息對厄爾尼諾預報的重要性。相關成果發表於Journal of Climate，論文核心觀點如圖3。

圖3.論文核心觀點總結。

論文信息：Wei, Y.*, Mu, M., Lian, T., Hsu, H.-H., Ren, H.-L., Wang, J., Ji, C., Tao, L. (2024). The March 2023 MJO and its impacts on the subsequent coastal El Niño. Journal of Climate, DOI: 10.1175/JCLI-D-24-0198.1