最先进的季节性预报系统提供对大气、海洋、陆地和其他气候成分中异常气候条件的预测。这些系统能够提前几个月预测温度和降水等气候变量。这种能力的一个主要原因是著名的海洋-大气相互作用，即厄尔尼诺南方涛动 (ENSO)。ENSO 改变了整个热带太平洋的大气环流，因此导致了遥相关，从而改变了世界各地的季节性气候。通过为该地区提供长期的热量储存，上层海洋充当“记忆库”。因此，我们预测季节变化的能力受到热带太平洋地下海洋热含量 (OHC) 的强烈影响。海洋热含量 (OHC) 异常通常会持续数月，这使得该变量成为海洋和大气季节性可预测性的重要组成部分。然而，季节性预报系统预测 OHC 的能力在很大程度上仍未得到检验。一项研究刚刚发表在 由 CMCC 基金会 - 欧洲地中海气候变化中心 (CMCC) 领导的气候动力学评估了两个最先进的季节性预报系统中上层 300 m 的海洋热含量的预测技能。

“没有对海洋热量的广泛验证海洋建模和数据同化部的 CMCC 研究员、该研究的第一作者 Ronan McAdam 解释说，尽管它在季节性可预测性和潜在应用中发挥着重要作用，但它在季节性预报系统中的内容。“据我们所知，这是首次尝试估计 OHC 在季节时间尺度和对全球海洋的预测技能。”本研究中使用的两个预测系统是来自 CMCC 基金会 (CMCC-SPS3) 的季节预测系统第 3 版，以及来自 CMCC 基金会的第五代季节预测系统欧洲中期天气预报中心 (ECMWF-SEAS5)。自 2018 年以来，这两个系统一直为哥白尼气候变化服务 (C3S) 做出贡献，该服务可在线免费提供降水、2 m 温度等的季节性预报.

总体而言，研究人员发现，动态系统在一系列预测开始时间、季节和动态环境中对上 300 m 的 OHC 进行了巧妙的季节性预测。之所以选择上层 300 m，是因为它包含许多与可预测性或应用相关的跨洋现象。举一些例子，在热带地区，ENSO 的周期和与此现象相关的事件受到热带太平洋地下海洋热含量的强烈影响，而在北大西洋 OHC 异常影响飓风的形成。海洋野生动物也受到栖息地移位和地表以下萎缩的影响。因此，早期预测 OHC 异常可能有助于缓解极端事件。

该研究表明，有可能提前两个季节准确预测地下变暖，从而为海洋季节预测开辟了广泛的潜在应用。例如，季节性提前期将提供对更可能发生极端高温事件的海洋条件的早期预测，从而为渔业、水产养殖场和海洋保护区提供充足的时间来为不利事件做准备。

“虽然有一些关于使用热量预测的研究，但潜在的应用可能尚未得到广泛认可，”Ronan McAdam 总结道。“在不久的将来，季节性预报的一项令人兴奋和紧迫的任务是预测海洋热浪，这些热浪要么发生在深处，要么由地下热异常驱动。OHC 在海洋热浪中的作用实际上是双重的：增加 OHC 可以使热浪更有可能发生，因此可以成为我们所谓的海洋的驱动力- 驱动的热浪，或者本身可能是热浪正在发生的迹象。此类事件的平均持续时间在全球范围内正在增加，并且正在跨越季节性预报的时间范围。幸运的是，预计由地下变暖驱动的事件比主要由相对突然的大气扰动驱动的事件更可预测。对地下加热的早期预测可能对水产养殖和渔业等多个行业产生巨大的经济和实际利益，并有助于海洋保护工作以应对大规模死亡事件。”

由于此类预测可能在社会经济决策中发挥的潜在作用，因此海洋季节性预测工作的下一步将是验证具有社会经济相关性的指数，例如极端事件的数量和强度。任何此类验证都需要了解关键变量(例如 OHC)在季节性预报系统中的表现。这项研究在全球范围内朝着这个方向迈出了第一步。