太平洋“发烧”,导致印度干旱加剧?

来源: 科普中国-科普融合创作与传播 日期:2021-06-03

  本文作者系中国科学院大气物理所研究员,博士生导师,中科院青年创新促进会优秀会员。

  印度季风与热带中东太平洋海温,分属东西半球两个气候系统,二者相隔万里却如“提线木偶”般存在。

  热带中东太平洋海水一“发烧”,也就是发生我们常说的厄尔尼诺现象(与拉尼娜,南方涛动合称为ENSO),印度季风带来的降水就会偏少,随后印度出现大面积干旱。这不仅影响着南亚十几亿人口的生活,也对东亚季风系统有着重要影响,所以它们之间的这种关系走向颇受关注。

  20世纪70年代开始,ENSO与印度季风的负相关明显减弱,但本文最新研究显示,21世纪开始两者的关系发生了新转变——开始增强,而这种关系的“缓和”竟是大西洋在“牵线搭桥”(图1)。研究为提高印度季风乃至东亚季风的预测提供了十分重要的支撑。

   

  图1

  印度雨季什么时候来?谁说了算

  印度,是世界第二人口大国,位于南亚季风区,气候类型为热带季风气候,其夏季不仅酷暑难熬,还容易发生严重干旱(图2)。

   

  图2.2019年6月季风爆发推迟近一周,印度出现大面积干旱

  (图片来源:trulybelong.com)

  现代气候学发展以前,由于缺乏气象知识,每逢人间风雨失调,遭遇旱灾或涝灾,人们只能寄希望于祈祷。

  2019年季风爆发前的3—5月,印度卡纳塔克邦的降水量仅为47.4mm,较历史同期(161.6mm)减少了71%,恰逢6月季风的爆发偏晚一周,当地出现严重干旱。卡纳塔克邦民众甚至为青蛙举办隆重的婚礼来祈雨(图3)。

   

   图3.2019年6月8日来自Kalsanka和Kolalagiri的两只青蛙在卡纳塔克邦的Udupi举行婚礼,以祈求雨神庇护

  (图片来源:The Weather Channel India)

  随着气象学的发展,人们终于得以了解气候背后的原因,印度季风是印度雨季的“开关”,干旱会随着6月份印度季风的来临,带来充沛降水得以缓解。

  印度季风在6—9月带来的降水占全年降水总量的70%,对当地农业生产和社会经济发展起到至关重要的作用。

  印度季风如此重要,引起它旱涝异常的幕后大BOSS是谁?这个问题一直困扰着科学家们。

  直到20世纪初,Walker爵士担任印度气象局局长后,投入了大量研究,才让引起印度季风旱涝异常的幕后大BOSS身份逐渐揭晓。

  Walker爵士在印度气象局担任局长21年,一直致力于印度季风的研究。他于20世纪30年代发现大气的南方涛动(后与厄尔尼诺和拉尼娜合称为ENSO)与印度季风降水的异常存在密切关系。Walker爵士由此提出第一个基于物理过程的气候经验预测模型,这也是Walker环流名称的由来(图4)。

   

  图4. Walker 环流

  (图片来源:Pennsylvania State University)

  随后经过多位科学家的努力,更加明确了ENSO与印度季风的关系。即厄尔尼诺(或拉尼娜)发生时,热带中东太平洋的海温偏暖(或偏冷),进入“发烧”(或降温)状态,接着会通过Walker环流使万里之遥的印度地区出现干旱(或洪涝),二者关系呈现出十分明显的负相关。

  ENSO是影响印度季风的幕后大BOSS之一。自此,类似的基于物理过程的气候预测在世界各地迅速开展起来,开启了现代气候学的新时代。

  20世纪末,得益于更长时间观测资料的获取,印度气候学家Kumar教授于1999年发表在《Science》的研究论文指出ENSO和印度季风降水的关系并不稳定,自20世纪70年代以来二者的关系开始逐渐减弱,在气候学上这种跨年代的转变称为年代际转变。这一问题迅速成为国际气候学的研究热点,气候学研究进而深入到“年际关系的年代际转变”上。

    A+
声明:本文转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表赞同其观点和对其真实性负责。