三大洋海温调制孟加拉湾夏季风次季节可预报性
三大洋海温调制孟加拉湾夏季风次季节可预报性
在国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金等项目资助下，中国科学院南海海洋研究所研究员徐康团队与合作者，研究揭示了热带印度洋-太平洋与北大西洋海表温度异常协同调控孟加拉湾夏季风（BoBSM）爆发的次季节至季节尺度（S2S）可预报性机制。相关成果近日发表于《气候动力学》（ Climate Dynamics ）。
三大洋SST异常影响BoBSM爆发可预报性的机制示意图。研究团队供图
论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所博士研究生周雄介绍，孟加拉湾夏季风是亚洲季风系统中最早爆发的组成部分，其爆发时间与南亚及东南亚雨季起始密切相关，并对我国主汛期降水进程具有重要指示意义。然而，BoBSM爆发存在显著的次季节变率，这使其在次季节尺度上的准确预报面临较大挑战，可预报性来源也尚未被充分认识。
已有研究表明，热带印度洋、太平洋与北大西洋的海表温度（SST）异常均可通过大气遥相关影响BoBSM爆发，并在特定时期形成次季节预报的“机会窗口”。但现有研究多聚焦于单一海域的影响，对BoBSM爆发前不同海域SST异常如何协同调节大气环流、进而影响季风爆发，以及这种协同信号能否被S2S预报系统有效捕捉，仍缺乏系统认识。
针对上述问题，研究团队基于欧洲中期天气预报中心S2S回报数据，系统评估了BoBSM爆发的次季节预报技巧，并进一步揭示了三大洋SST异常协同调控BoBSM爆发及其可预报性的物理机制。研究发现，BoBSM爆发可在提前3候（约15天）的时间尺度上被有效预测，其可预报性主要源于热带印度洋-太平洋和北大西洋SST异常的协同作用。三大洋SST异常通过不同的大气遥相关路径，共同调制孟加拉湾中高层大气的经向温度梯度（MTG），维持季风爆发前“南暖北冷”的热力结构，从而影响BoBSM的爆发进程。
具体机制上，热带印度洋-太平洋SST异常主要通过Walker环流调整维持MTG的“南暖”特征。在ENSO衰减阶段，太平洋SST异常通过调节Walker环流，引发印度洋海盆增暖，并进一步增强热带对流和大气非绝热加热，从而维持孟加拉湾南侧较高的对流层温度。与此同时，北大西洋SST异常通过两条不同的大气遥相关路径共同影响MTG的“北冷”特征：其一，北大西洋三极型SST异常激发向欧亚大陆传播的中高纬Rossby波列，在孟加拉湾北侧形成高层气旋性环流异常；其二，热带北大西洋增暖激发赤道Kelvin波响应，在孟加拉湾北侧形成低层东风和高层西风异常。这两条路径相互协同，增强孟加拉湾北侧的高层气旋性和低层反气旋性环流配置，有利于冷空气向南输送，从而维持“北冷”热力结构。由此，热带印度洋-太平洋与北大西洋SST分别从南、北两侧共同调制孟加拉湾MTG，为BoBSM爆发提供持续的可预报信号。
研究还发现，不同大气遥相关路径的可预报性存在显著差异。其中，热带印度洋-太平洋Walker环流路径和热带北大西洋Kelvin波路径具有较高且相对稳定的可预报性，其强迫信号在较长预报提前期内可被S2S预报系统持续捕捉，为BoBSM爆发提供稳定的次季节可预报性。相比之下，北大西洋三极型SST异常引起的中高纬Rossby波列路径可预报性明显较弱，其预报技巧在提前2候后迅速衰减，主要受限于模式对北大西洋三极型SST异常的模拟能力，这也是制约BoBSM爆发次季节预报能力进一步提升的关键瓶颈。
该研究明确了三大洋SST异常通过多条遥相关路径协同调制BoBSM爆发可预报性的物理机制，厘清了不同路径对预报技巧的相对贡献及其衰减特征。这些认识为改进S2S预报系统中的关键海温强迫和大气遥相关过程、提升亚洲夏季风延伸期预测预警和风险防范能力提供了重要科学依据。
相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s00382-026-08352-4