印太海溫異常對2019年伏秋季節(jié)江南極端干旱的加劇作用獲揭示
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）王衛(wèi)強研究團隊揭示超強正印度洋偶極子（IOD）和中部（CP）型El Nino事件共同加劇2019年伏秋季節(jié)江南極端干旱，研究成果由徐康副研究員等人發(fā)表在《地球物理研究》上，合作者包括中國氣象科學(xué)研究院和香港中文大學(xué)的科學(xué)家。
2019年伏秋季節(jié)（8-10月），長江中下游流域及其江南地區(qū)發(fā)生了自1961年以來破紀錄的持續(xù)性干旱事件（圖1），導(dǎo)致230萬公頃農(nóng)作物受災(zāi)，直接損失超過2.1億美元。與此同時，熱帶太平洋和印度洋分別發(fā)生著強CP型El Nino和超級正IOD事件。從統(tǒng)計關(guān)系上，CP型El Nino海溫異常與長江中下游流域的伏秋降水異常存在顯著的負相關(guān)關(guān)系，即熱帶中太平洋暖海溫異常導(dǎo)致西北太平洋出現(xiàn)氣旋性環(huán)流異常（圖2），進而削弱副熱帶高壓，其西北側(cè)的北風(fēng)異常減弱了水汽輸送，導(dǎo)致長江中下游流域及其江南地區(qū)降水異常偏少。然而，利用CP型海溫指數(shù)回報中國伏秋季節(jié)降水異常時發(fā)現(xiàn)，CP型El Nino僅能解釋2019年江南極端干旱的60%。
研究人員基于觀測資料和一系列AGCM數(shù)值試驗研究進一步發(fā)現(xiàn)，熱帶東南印度洋冷海溫異常不僅對2019年超級正IOD事件的發(fā)生有著重要貢獻，而且也是造成長江中下游流域及其江南地區(qū)持續(xù)性干旱的重要因子。此次超級正IOD首先影響印度洋熱帶輻合帶北移來增強印度季風(fēng)降水，引起大量凝結(jié)潛熱釋放而增強南亞地區(qū)非絕熱加熱，進而激發(fā)局地垂直斜壓環(huán)流（低層輻合/高層輻散），最終通過高層大氣遙相關(guān)波列顯著增強長江中下游地區(qū)垂直斜壓環(huán)流（低層輻散/高層輻合），從而加強了江南地區(qū)的下沉運動，抑制局地對流，導(dǎo)致干旱加劇（圖2）。
定量研究結(jié)果表明，超級正IOD和CP型El Nino事件共同加劇2019年伏秋季節(jié)江南極端干旱，它們分別能夠解釋此次極端干旱事件的40%和60%。此研究揭示了印度洋超級正IOD影響江南伏秋重旱的新機制，更有助于全面理解熱帶印度洋和太平洋海溫異常協(xié)同影響我國極端干旱事件。
上述研究成果由國家重點研發(fā)計劃重點專項、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）、國家自然科學(xué)基金項目、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州）人才團隊引進重大專項、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會項目和中國科學(xué)院南海生態(tài)環(huán)境工程創(chuàng)新研究院自主部署項目等共同資助完成。
相關(guān)論文鏈接： https://doi.org/10.1029/2020GL090847
圖1 2019年中國伏秋季節(jié)（8-10月）降水異常百分比分布（單位：%）
圖2 印度洋正IOD和中部型El Nino共同加劇2019年伏秋季節(jié)長江中下游流域極端干旱的示意圖
