海院科研动态（106）| 海洋性大陆盐度可作为印度夏季风降水的预测因子

学术 2024-10-26 19:34 广东

海院科研动态

第106期

印度洋夏季风（ISM）是全球季风环流系统的重要组成部分，季风降水变化对人口稠密的南亚地区水文气候、农业生产、食物安全和社会稳定等方面有显著影响。因此，能够在夏季风爆发的数月前对印度洋夏季风降水（ISMR）进行预测，将会极大地减少社会经济损失和生态影响。然而，无论是统计模型还是动力模式，针对ISMR的季节性预测效果不太理想，主要有以下原因：首先，ENSO是ISMR预测的重要因子，但是ENSO与ISMR的关系呈现显著的年代际振荡，这大大降低了ISMR的可预测性；其次，除了ENSO以外，ISMR还受到印度洋和大西洋的影响，洋际相互作用使得IMSR的可预测性也大大降低。

为此，本研究团队基于亚洲夏季风水循环的角度（图1），发现海洋大陆（MC）区域的盐度变化的信号要超前于ISMR，再结合海洋盐度与南亚季风降水的奇异值分解结果，确定了春季MC的海洋盐度与南亚夏季风降水之间的耦合模态：MC盐度高，南亚夏季风降水呈偶极子模态响应（ISMR偏少，青藏高原东部降水偏多）。分析表明二者之间的联系主要是通过两个途径共同实现。一方面，春季MC盐度高时，从春季到夏季逐渐建立MC区域到印度大陆的水汽输送通道（Gill模态），并在印度大陆转向汇入印度夏季风，在印度大陆由于水汽辐散而引起ISMR偏少，同时印缅槽的加深导致青藏高原东部降水偏多（图2）；另一方面，由于印度西北部有很强的陆地-大气反馈，ISMR减少导致土壤湿度偏低，反馈给大气后进一步减少降水（图2）。基于上述物理过程，研究团队筛选得到了包括MC盐度在内的4个预测因子，建立了ISMR的统计预测模型。跟过去的一些统计模型相比较，该模型展现出更稳定的预测效果（不受ENSO影响），特别是在近几十年，能够超越传统的统计预测模型。本研究的成果为印度夏季风降水的预测提供了一个新的视角和因子。

▲ 图1 （a）和（b）是春季盐度、降水、海温、风场的气候态分布；（c）和（d）是夏季的情况；（e）是印度降水和青藏高原东部降水的季节循环，海洋性大陆和孟加拉湾盐度变化的季节循环。

▲ 图2 MC区域盐度与南亚夏季风降水之间联系的示意图

以上研究成果发表在气候领域权威期刊Climate Dynamics（Xiao Fuan, Roxy Mathew Koll, Wang Dongxiao. Maritime Continent salinity as a new predictor for South Asian summer monsoon rainfall. 2024）

本研究是国家自然科学基金委员会重大研究计划“西太平洋地球系统多圈层相互作用”重点支持项目“海洋性大陆邻近海域热盐异常及对季风的影响”（项目批准号：92158204）的重要研究成果，项目负责人王东晓教授为论文通讯作者，项目成员广州大学肖福安副教授为论文第一作者，印度热带气象研究所Mathew Koll Roxy教授为论文合作者。

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