大气所揭示春季北极涛动影响秋季印度洋偶极子的物理过程

印度洋偶极子（IOD）是印度洋重要的海气耦合现象，对全球的天气气候具有显著影响。有研究揭示了IOD的触发因子，但聚焦热带系统对IOD的影响。而最新研究表明，热带外系统也是触发IOD的重要因子。因此，中国科学院大气物理研究所研究了中高纬系统（北极涛动）对于IOD的影响过程，这有助于加强对IOD的理解和预测。

该研究揭示了北半球春季的北极涛动（AO）对随后的秋季IOD有显著影响。当春季AO处于其正（负）位相时，随后的秋季倾向于出现正（负）IOD。进一步，科研人员研究了春季AO对秋季IOD影响的可能物理过程：正位相的春季AO伴随着北大西洋上的一个偶极子降水异常，高纬度区域表现为降水正异常，中纬度区域为降水负异常。北大西洋中高纬度区域的大气加热异常进一步引发了从北大西洋到印度洋的大气波列，导致热带北印度洋上出现明显的东风异常（图1e）。这些东风异常可以通过调节海表热通量和海洋热量传输，在热带西印度洋（WTIO）引起海表温度（SST）正异常。WTIO的暖海温异常持续到随后的秋季，在赤道印度洋中增加了SST异常的纬向梯度，并导致该区域出现东风异常（图1b、c、g）。此外，赤道印度洋的东风异常可以通过引起冷水上翻从而在东南热带印度洋（SETIO）引起冷SST异常。同时，先前研究表明，正位相的春季AO可能导致随后夏季热带中太平洋出现显著的正降水异常（图2）。该研究显示热带中太平洋上的异常对流可以通过异常的Walker环流增强苏门答腊西海岸的东南风异常，这对SETIO的冷SST异常起到了一定作用（图2）。因此，春季AO可能通过上述过程对随后的秋季IOD产生重要影响，并可作为IOD事件的潜在预测因子。

近期，相关研究成果发表《气候动力学》（Climate Dynamics）上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。

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图1. 春季AO指数回归的春季到秋季的印度洋海温场、风场、降水场的演变

图2. 春季AO影响秋季IOD物理过程示意图