研究揭示印度洋偶極子的兩種不同類型及其氣候影響

　　印度洋偶極子（IOD）是熱帶印度洋海氣耦合模態之一，對全球氣候系統和區域氣候變化具有重要影響。學界通常根據西印度洋和東印度洋海溫異常差異來描述這一現象，并將其視為一種典型的海溫偶極型模態。然而，印度洋偶極子是否存在不同的空間類型，以及不同類型是否具有不同的形成機制和氣候影響，長期以來尚不明晰。

　　近日，中國科學院南海海洋研究所科研團隊在印度洋偶極子多樣性研究方面取得進展。團隊對傳統IOD指數識別出的典型事件分析發現，這些事件對應的海溫異常分布并不相同，主要表現為兩種不同的空間結構。一種為西印度洋與東印度洋海溫異常反向變化的西—東型IOD，另一種為中印度洋與東印度洋海溫異常反向變化的中—東型IOD。

　　進一步分析發現，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海溫異常均可與東印度洋海溫異常形成偶極子結構。在此基礎上，研究團隊結合經驗正交函數組合方法，識別并定義了兩類印度洋偶極子空間模態。

　　結果顯示，西—東型IOD和中—東型IOD具有不同的海氣耦合演變特征。西—東型IOD受到較強的風—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逐漸增強。同時，中—西印度洋溫躍層加深，而東印度洋溫躍層變淺，進一步強化東西向海溫異常梯度，使其于秋季達到峰值。而中—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相對較弱，峰值時間相對提前。這些差異導致兩類IOD具有不同的空間結構和季節演變特征。

　　研究還發現，兩類IOD在氣候影響方面也存在明顯差異。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聯系更為密切。而中—東型IOD的對流上升中心主要位于中印度洋，對東非降水異常的影響相對較弱。傳統IOD指數識別出的事件同時包含兩類IOD，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事件未表現出預期的降水響應。結果表明，將IOD區分為不同類型后，西—東型IOD與東非降水異常表現出比傳統IOD更好的年際對應關系，這說明將IOD進行分類有助于更準確理解IOD的區域氣候影響。

　　該研究突破了IOD單一海溫分布型的傳統認知，并基于多種方法對IOD進行分類識別，揭示了具有不同物理機制和氣候影響的兩類IOD。相關成果拓展了對印度洋偶極子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影響提供了新的科學視角。

　　相關研究成果發表在《國家科學評論》（National Science Review）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。

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兩類IOD的海氣耦合演變機制示意圖