Nature子刊发表我所最新成果:中东春季增暖对南亚夏季风边缘区的降水影响
作者:宋蕊
时间:2023年11月23日
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       近日,国际权威学术期刊Nature Communications在线发表了我所题为“Middle east warming in spring enhances summer rainfall over Pakistan”的最新研究成果,阐述近四十年以来中东地区的春季地温增暖会造成巴基斯坦等季风边缘区的夏季降水增加。

       论文第一作者为我所卫星海洋环境动力学国家重点实验室海星博士后李保生,联合通讯作者为上海交通大学周磊教授和美国马里兰大学Raghu Murtugudde教授;合作者包括我所陈大可院士,中国科学院大气物理研究所周天军研究员,上海交通大学侯书贵教授以及河海大学秦箭煌副教授。


       巴基斯坦位于南亚季风北侧边缘区,属于典型的干旱半干旱气候。但是巴基斯坦水资源部报告中指出其从2010年起每年都遭受洪灾的影响,并且屡发创记录的洪水事件,如2022年巴基斯坦发生世纪性洪水,被称为该国家有史以来最严重的一次自然灾害。针对巴基斯坦洪涝频发的科学问题,该研究发现在南亚夏季风期间,巴基斯坦和印度西北部地区等季风边缘区的降水从1979到2022年增幅了46%,并且正以每十年0.4-0.6 mm/day的速度不断增加(图1),这意味着巴基斯坦等季风边缘区正面临着逐步增加的洪灾风险。
 
图1 巴基斯坦等夏季风边缘区降水增强

       该研究同时指出中东地区正以每十年0.5°C的速度在春季升温。春季中东增温可以通过引发该区域的海平面气压降低,从而导致印度洋南北两侧的海平面气压梯度增大,越赤道气流增强,进而使得阿拉伯海上空的低层大气在春季出现低空急流型的风场;该过程持续到夏季风爆发,低空急流得到进一步加强并北移。低空急流作为夏季风的重要组成部分,是中心风速可达20-30 m/s且位于850hPa的急流带。研究发现阿拉伯海上空的低空急流从1979年开始正以每十年 0.27个纬度的速度向北移动。北移的低空急流会将原本输送到印度中部的充沛水汽向北输运到巴基斯坦和印度西北部;此外,低空急流北侧的风场水平切边会产生强烈的气旋涡,不仅会引发大气不稳定性增加,而且可以造成低层水汽辐合加强,最终不稳定能量和水汽供应实现了跨季节的海-陆-气多圈层耦合,导致季风边缘区的降雨和洪水风险增加。(图2)

 
图2 中东春季增暖造成季风边缘区夏季降水增强的机制图

    

       论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-023-43463-0