雲南大學大氣科學系陳文教授團隊聯合中國科學院大氣物理研究所的相關學者，在亞洲季風研究領域取得新進展。 最新研究揭示出海洋性大陸在太平洋-日本（PJ）遙相關影響印度夏季風降雨中的重要作用 。研究結果以「Revisiting the Linkage Between the Pacific–Japan Pattern and Indian Summer Monsoon Rainfall: The Crucial Role of the Maritime Continent」為題在國際學術期刊【Geophysical Research Letters】上發表。
太平洋-日本（PJ）遙相關及其氣候影響
PJ遙相關反映的是熱帶（西北太平洋）和中緯度（東亞）地區環流和降雨的反位相變化特征：當南海和菲律賓海的降雨偏少時，常常對應著長江中下遊-日本一帶的梅雨降雨偏多。PJ遙相關是東亞-西北太平洋地區夏季氣候異常的主導模態，對於周邊地區的天氣氣候異常有著顯著的影響。例如，PJ型遙相關可以影響東亞地區平均與極端降雨、地表溫度和高溫熱浪、水稻等農作物產量，以及西北太平洋熱帶氣旋的生成頻率和移動路徑等。近期研究發現，PJ相關的環流異常不僅局限在東亞和西北太平洋，還會向西伸展到北印度洋，進而影響印度夏季風降雨。
表1. 刻畫PJ遙相關的指數定義
海洋性大陸在PJ遙相關-印度夏季降雨聯系中的重要作用
陳文教授團隊發現PJ遙相關與印度夏季風的聯系對PJ指數的定義非常敏感。團隊總結了目前提出的9個PJ遙相關指數（表1），結果表明只有包含了赤道地區訊號的PJ指數，其與印度夏季風降雨的聯系才顯著（圖1）。傳統意義上的PJ遙相關（強調熱帶和中緯度地區的訊號）只能在北印度洋引起弱的環流異常，因此對印度夏季風降雨的影響也弱。然而，包含了赤道地區訊號的PJ指數，在海洋性大陸地區有顯著的降雨異常訊號，其伴隨的對流活動可以透過激發赤道Rossby波引起北印度洋的環流異常，從而增強PJ遙相關與印度夏季風降雨的關系。斜壓線性模式對於不同地區（日本、西北太平洋、海洋性大陸）熱源強迫的定常響應（圖2），以及修改後的PJ指數（去掉或引入海洋性大陸的訊號）與印度夏季風降雨的關系，進一步驗證了海洋性大陸在PJ遙相關-印度夏季降雨關系中的重要作用。
圖1. 不同PJ指數與降雨和850 hPa風場的相關
目前關於PJ遙相關形成和維持的機制主要有：熱帶對流活動激發的向極傳播Rossby波列，基本氣流上的不穩定模態，梅雨降雨反饋，西北太平洋熱帶氣旋活動，急流出口區Rossby波破碎。這些機制沒有專門強調海洋性大陸等赤道地區對PJ遙相關的影響。因此，傳統意義上的PJ遙相關（未包括赤道地區的訊號）與印度夏季風的聯系並不明顯。這提醒我們 在分析PJ遙相關的氣候影響時，應謹慎地挑選所用的PJ指數 。
圖2. 線性斜壓模式對於不同地區（日本、西北太平洋、海洋性大陸）熱源強迫的定常響應
論文第一作者是雲南大學胡鵬副教授，通訊作者是雲南大學陳文教授。該研究得到國家自然科學基金（計畫編號42375050、42205021）和雲南省自然科學基金（計畫編號202302AN360006）的共同資助。
文章資訊：
Hu P, Chen W, Chen S, et al. Revisiting the linkage between the Pacific–Japan pattern and Indian summer monsoon rainfall: The crucial role of the Maritime Continent. Geophysical Research Letters, 2024, 51(3): e2023GL106982.
