印度洋偶極子兩類不同模態及其氣候影響獲揭示

　　近日，中國科學院南海海洋研究所研究員王春在團隊在印度洋偶極子（IOD）多樣性研究方面取得重要進展，揭示了IOD的兩種不同類型及其差異化的氣候影響。相關成果發表于《國家科學評論》（National Science Review）。

　　論文第一作者、中國科學院南海海洋研究所副研究員鄭佳喻介紹，IOD是熱帶印度洋重要的海氣耦合模態之一，對全球及區域氣候變化具有顯著影響。長期以來，科學界通常依據西印度洋與東印度洋海溫異常的差異來描述這一現象，并將其視為一種典型的偶極型模態。然而，IOD是否存在不同的空間類型，各類類型是否具有差異化的形成機制與氣候影響，此前尚缺乏系統性的認識。

兩類IOD的海氣耦合演變機制示意圖。研究團隊供圖

　　研究團隊在國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金等項目資助下，對傳統IOD指數識別出的典型事件進行分析后發現，這些事件對應的海溫異常空間分布并不一致，主要呈現兩種不同的結構：一類為西印度洋與東印度洋海溫異常呈反向變化的西-東型IOD；另一類為中印度洋與東印度洋海溫異常呈反向變化的中-東型IOD。

　　進一步分析表明，夏秋季印度洋海溫異常存在西印度洋、中印度洋和東印度洋三個主要變率中心，其中西印度洋和中印度洋的海溫異常均可分別與東印度洋海溫異常構成偶極子結構。在此基礎上，研究團隊結合經驗正交函數組合方法，識別并定義了兩類IOD空間模態。

　　研究發現，西-東型IOD與中-東型IOD具有不同的海氣耦合演變特征。西-東型IOD受較強的Bjerknes反饋（風-溫躍層-海溫反饋）影響，異常東風增強并向西印度洋擴展，推動暖海水向西輸送，使西印度洋暖海溫異常持續增強；與此同時，中西印度洋溫躍層加深，東印度洋溫躍層變淺，東西向海溫異常梯度進一步強化，使該型IOD于秋季達到峰值。相比之下，中-東型IOD的暖海溫異常較早形成于中印度洋，其海氣耦合反饋和溫躍層響應均相對較弱，峰值出現時間較早。上述差異決定了兩類IOD在空間結構和季節演變上的不同特征。

　　在氣候影響方面，兩類IOD亦呈現明顯差異。西-東型IOD的對流上升中心位于西印度洋，與東非秋季降水異常的關系更為密切；而中-東型IOD的對流上升中心主要位于中印度洋，其對東非降水異常的影響相對較弱。值得關注的是，傳統IOD指數識別出的事件同時包含上述兩類模態，因此傳統IOD與東非降水異常之間的年際對應關系存在約20%的錯配，即部分IOD事件并未表現出預期的降水響應。將IOD區分為不同類型后，西-東型IOD與東非降水異常的年際對應關系優于傳統IOD，表明對IOD進行分類有助于更準確地理解其區域氣候影響。

　　該研究突破了傳統IOD單一海溫分布型的認知框架，基于多種方法對IOD進行分類識別，揭示了兩類具有不同物理機制和氣候影響的IOD模態。相關成果拓展了對IOD多樣性及其氣候影響的認識，為理解印度洋變率及其區域氣候效應提供了新的科學視角。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag519