印度夏季風(fēng)（西南季風(fēng)）是亞洲季風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分。每年6月左右季風(fēng)爆發(fā)，通過大規(guī)模水汽輸送為印度半島貢獻(xiàn)超過70%的年降水，影響整個(gè)東亞地區(qū)的水文狀況。然而，季風(fēng)環(huán)流的異常波動(dòng)會(huì)引起旱災(zāi)、洪澇及其他極端氣候事件，影響數(shù)億人的生活和生計(jì)。

有研究揭示了厄爾尼諾現(xiàn)象與現(xiàn)代印度夏季風(fēng)（ISM）干旱的關(guān)系。也有研究和觀測(cè)顯示，即使在非厄爾尼諾年份，ISM的隨機(jī)變率可能導(dǎo)致印度次大陸遭遇干旱。而受限于觀測(cè)資料的時(shí)間長(zhǎng)度，非厄爾尼諾年導(dǎo)致ISM衰退的具體機(jī)制不甚清楚。特別是，歷史記錄顯示過去千年中曾出現(xiàn)多個(gè)持續(xù)十年至數(shù)十年的嚴(yán)重ISM干旱事件，這在儀器測(cè)量記錄中前所未見。這些大規(guī)模干旱是否是ISM的固有特征以及它們背后的物理機(jī)制及與厄爾尼諾-南方濤動(dòng)關(guān)系的穩(wěn)健性，有待進(jìn)一步探究。

近期，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所聯(lián)合國(guó)內(nèi)外的研究人員，利用古水文動(dòng)力同化數(shù)據(jù)集，探究了過去千年ISM干旱的演變特征及其與全球海溫模式的遙相關(guān)。數(shù)據(jù)同化結(jié)果識(shí)別了若干“黑天鵝”干旱事件（持續(xù)三年及以上，罕見但社會(huì)影響深遠(yuǎn)的干旱），并發(fā)現(xiàn)了這些事件集中在十年到數(shù)十年的間隔內(nèi)，造成了嚴(yán)重的饑荒和社會(huì)經(jīng)濟(jì)危機(jī)，且與歷史記錄吻合。

進(jìn)一步的多錐度-奇異值分解分析顯示，這些干旱發(fā)生在厄爾尼諾和非厄爾尼諾條件下，其中厄爾尼諾干旱約占所有事件的49%。而約42%的非厄爾尼諾干旱與北大西洋海面溫度的冷異常相關(guān)，表明高緯地區(qū)氣候因素在影響印度夏季風(fēng)變異中起到關(guān)鍵作用。同時(shí)，研究揭示了過去千年厄爾尼諾與干旱的關(guān)系不穩(wěn)定，其影響在15%到80%之間波動(dòng)。這挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的以厄爾尼諾為中心的干旱成因模式，揭示了氣候系統(tǒng)中更復(fù)雜的多維交互作用，如北大西洋濤動(dòng)及其他海溫模態(tài)的影響。

為了提高預(yù)測(cè)能力并應(yīng)對(duì)氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，該研究強(qiáng)調(diào)了將高緯地區(qū)海表溫度的影響納入未來印度夏季風(fēng)變異模擬的必要性。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《創(chuàng)新-地球科學(xué)》（The Innovation Geoscience）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、以色列科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和山東省專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的支持。

論文鏈接

過去千年印度季風(fēng)干旱歷史及其遠(yuǎn)程聯(lián)系