马里兰大学(UMD)科学家进行了新颖的统​​计分析，首次确定了海洋如何帮助预测低空大气的全球情况，反之亦然。他们观察到了海洋对温带大气层的普遍影响，这很难用大气和海洋环流的动力学模型来证明。该结果今天发表在《气候杂志》上，“当地大气-海洋的可预测性：动态起源，提前期和季节性”。

该研究借鉴了在统计入门级课程中经常听到的经典陈述，即“相关不是因果关系”。克莱夫·格兰杰(Clive Granger)是诺贝尔奖获得者，他提出了一种通过区分因果关系来解决这一问题的新颖方法。

“格兰杰方法基于一个简单但重要的概念，即原因先于其原因，并应在将来改善其效果的预测。我们意识到，这可能是研究大气与海洋之间相互作用的有力方法，并且提供了他们彼此预测的良好状况的全球图景。” UMD环境系统科学家应用数学家Safa Motesharrei说。“这种方法揭示了更好地预测区域气候的潜力以及相互作用的性质。”

第一作者埃维亚塔尔·巴赫(Eviatar Bach)博士说：“有许多物理过程决定着大气与海洋之间的相互作用。UMD的大气与海洋科学系(AOSC)的学生。“例如，海面吹来的风会产生洋流，海面会加热低层大气。大气与海洋之间的这些相互作用在气候以及我们预测气候的能力中起着重要作用，因此了解其地理结构非常重要”。

“众所周知，在热带海洋中，海洋主要是驱动大气变化，而在温带气候中，大气通常是在驱动海洋，” UMD AOSC杰出大学教授Eugenia Kalnay说。“我在1986年制定了动力学规则来确定强迫的方向，其他人则使用气候模型解决了这个问题。这项研究提供了明确的答案。”

基本的格兰杰方法于1969年推出，但作者“巧妙地将其首次应用于大气和海洋数据，”德国波茨坦气候影响研究所复杂科学系主任Juergen Kurths说。合著者。Kurths是一位杰出的物理学家，他开发了许多新颖的数学方法来研究气候和其他非线性系统。

NOAA太平洋海洋环境实验室的博士后研究员萨曼莎·威尔斯(Samantha Wills)说：“这项研究的最新发现是，格兰杰因果关系方法发现了海洋影响着温带几乎所有地方的大气。” 。“鉴于大气在温带气旋中占主导地位，而且海洋对大气的影响不比内部变化大得多，这可能是一项艰巨的任务。”

“以前的一般环流模型实验没有证明这一点。尽管有一些特殊情况表明中纬度海面温度对大气有显着影响，但这种关系并不为人所知。正如本文所显示的那样无处不在。”乔治梅森大学的大学教授J. Shukla表示，他不是合著者。舒克拉(Shukla)是世界著名的气候科学家，他开创了可预测性研究。

此外，该研究对可预测性空间结构的估计可能有助于进一步推进耦合数据同化的科学，这是一个新兴的领域，试图利用大气与海洋之间的相互作用来改善气候预测。

威尔斯说：“基于来自其他系统的信息来预测海洋或大气变化的能力为社会提供了准备应对未来影响的机会，例如对农业和渔业的影响。”

舒克拉说：“这是可预测性研究历史上非常重要的论文，它肯定会激发可预测性研究界的进一步研究。特别是，本文确定了地球上存在潜在可预测性的地理区域，收获以改善运营预测。”