德研究提出预测厄尔尼诺的新方法

德研究提出预测厄尔尼诺的新方法

2019年12月24日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表题为《在春季可预报性障碍前基于复杂度的厄尔尼诺量级预测方法》(Complexity-based Approach for El Niño Magnitude Forecasting Before the Spring Predictability Barrier)的文章,构建了新的预测方法,将预测厄尔尼诺量级的时间翻了一番。

目前,对厄尔尼诺的常规预测能力限制在提前6个月对其量级做出可靠预测。预警时间的显著延长将有助于减轻厄尔尼诺带来的严重损害。德国波茨坦气候影响研究所(PIK)的研究团队建立了一种新的方法,利用大气和海表温度序列数据来改进厄尔尼诺的量级预测,成功地将这一预测时间翻了一番,可提前1年对厄尔尼诺现象进行预报,并且还可以高精度地提供有关其强度的信息。

新方法利用诊断方法,依赖于量化赤道东太平洋多个海表温度时间序列的复杂性。研究人员将从时空温度变化中得出的复杂性指标称为“系统样本熵”(System Sample Entropy,SysSampEn)。研究发现,给定年份的SysSampEn与次年厄尔尼诺事件的严重程度呈正相关关系。利用这种相关性,研究人员构建了一个预测指数,成功预测了1984—2018年10次厄尔尼诺事件中的9次。该方法使研究人员能够以提前1年的预测范围和高精度(即预测的均方根误差为0.23 ℃)来预测厄尔尼诺现象的量级。

对于2018年的厄尔尼诺事件,该方法预测其为强度1.11±0.23 ℃的弱厄尔尼诺现象。预测结果还显示,2020年底发生中等强度厄尔尼诺事件的概率很高,其幅值为1.48±0.25 ℃。在对厄尔尼诺现象的预测中,新方法可能有助于减少厄尔尼诺对全球数百万人的破坏性影响。

转载本文请注明来源及作者:中国科学院兰州文献情报中心《气候变化科学动态监测快报》2020年第02期,刘燕飞 编译。


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