近日，Nature旗下期刊 npj Climate and Atmospheric Science 在线发表了海洋与大气学院最新科研成果“Indian Ocean Dipole Extremes Extend Seasonal Predictability of North China Plain Summer Heat（印度洋偶极子极端状态可延长华北平原夏季高温可预测期限）”。该成果第一作者为海洋与大气学院侯兆禄副教授，通讯作者为“筑峰人才工程”第一层次李建平教授。研究表明，初夏印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole，IOD）极端状态能够显著减缓华北平原夏季极端最高气温预测的误差增长，使其潜在可预测期限由中性IOD状态下的2.78个月延长至约4.1个月。
在全球变暖背景下，极端高温风险持续增加，华北平原因人口和社会经济活动高度集中，对高温影响尤为敏感。已有研究表明，热带印度洋海温异常能够通过“海气桥”影响东亚夏季气候，但其对区域高温可预测期限的调节作用仍缺乏认识。从非线性动力系统角度看，厘清热带海洋背景对高温误差增长的影响，是认识季节尺度高温可预测性的重要问题。
该成果基于ERA5再分析资料和CPC观测资料，采用李建平教授团队长期发展的非线性局部Lyapunov指数理论和局部动力相似方法，诊断不同IOD背景下华北平原夏季极端最高气温的误差增长特征。结果显示，IOD中性状态下潜在可预测期限为2.78个月；负IOD和正IOD状态下早期误差增长均明显减缓，可预测期限分别达到4.17个月和4.12个月。综合两类IOD极端状态后，可预测期限达到4.14个月，较中性状态延长1.36个月，华北平原及我国北方部分地区均表现出较一致的可预测期限增加信号（图1）。
图1. IOD极端状态显著延长华北平原夏季极端最高气温的潜在可预测期限。
物理分析表明，尽管正、负IOD对应的热带印度洋海温和对流异常存在差异，两类IOD极端状态均伴随明显的印度洋、西北太平洋和东亚环流调整。华北平原位于西北太平洋副热带高压相关异常反气旋的西北侧，偏南和西南风异常有利于水汽向我国东部和华北地区输送。与此同时，华北平原低层水汽增加，并伴随弱上升运动或下沉减弱、云量增加和地表太阳辐射减少。上述环流和水热过程的协同变化有利于约束极端最高气温的演变，并减缓误差增长（图2）。研究还表明，区域极端高温的异常幅度与可预测期限并非同步变化，背景环流及局地水热条件对误差增长的调节同样能够影响可预测信息的维持时间。
图2. IOD极端状态影响华北平原夏季极端高温可预测性的物理过程。
该研究从非线性误差增长和可预测性角度揭示了IOD影响华北平原夏季极端高温可预测期限的物理过程，拓展了对热带海洋气候信号与区域高温可预测性联系的认识，为理解区域极端高温季节可预测信息的来源提供了新的动力学视角。
发表文章列表：
Hou, Z., Li, J.*, Wang, L., Diao, Y. & Zhen, S. Indian Ocean Dipole Extremes Extend Seasonal Predictability of North China Plain Summer Heat. npj Climate and Atmospheric Science, 2026.
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41612-026-01521-6