【科研进展】范磊:为何东亚夏季风降水与同期ENSO指数的统计关系不显著

发布者:陈霖锋发布时间:2026-10-14浏览次数:10

近日,国际知名期刊npj Climate and Atmospheric Science在线发表了海洋动力-物理环境与智能感知全国重点实验室/海洋与大气学院的最新科研成果:Why the statistical relationship between East Asian summer monsoon rainfall and the concurrent ENSO index is weak and nonsignificant(为何东亚夏季风降水与同期ENSO指数的统计关系微弱不显著)。该成果第一作者为海洋与大气学院2023级博士研究生梁煜,通讯作者为范磊副教授,合作者包括李春教授、刘秦玉教授以及博士研究生傅辉煌。

亚洲季风与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的关系历来是热带海气相互作用的核心议题。ENSO由于其较高的可预报性,历来被视作季节气候预测的基石。对于南亚季风,科学家早已探明ENSO与印度半岛夏季降水的负相关关系——厄尔尼诺/拉尼娜事件通过沃克环流的异常减弱/增强,直接主导南亚的干旱/洪涝。然而,对于我国所在的东亚季风区降水,却长期陷入尴尬的“悖论”:ENSO指数与东亚大部分地区的夏季降水之间,统计相关性几乎为零,尤其令人费解的是低纬地区的降水与ENSO相关性反而更弱。为了破解这一问题,研究团队跳脱出传统只盯着“赤道中东太平洋海温”这种单一ENSO指数的局限,从印太海盆整体视角出发,取得突破。

该研究发现东亚降水中与ENSO指数无相关的大片区域,恰恰对应于深受Pacific-Japan (PJ) 经向波列环流型所主导的降水区(图1)。研究揭示夏季ENSO事件对东亚降水影响存在“同相异效”的机制:在相同的ENSO位相下,识别出两种不同的“印太海温异常分布型”,可产生相反的PJ位相和东亚降水异常。换言之,相似的东亚降水异常分布型可由位相相反的ENSO事件(搭配不同的印太海温异常分布型)产生。这两种夏季ENSO关联的印太温模态,被称为“印太三极型” (IPT)和“印太耦极型” (IPD)(图2)。研究通过数值模式试验进一步揭示:热带北印度洋、海洋性大陆(印尼群岛)海温在IPT和IPD中对PJ的位相起决定性作用,而赤道中东太平洋海温的主要角色则是“空间塑形”,调节PJ波列的南北中心的强度和位置,引起华北降水异常的差异。

该成果厘清了夏季ENSO指数与东亚降水异常“无统计相关”背后的物理逻辑,指出夏季ENSO期间的东亚气候异常并非随机发生,而是受控于与ENSO关联的热带跨海盆海温强迫。在北半球夏季,由ENSO所关联的海温型表现出比冬季更强的多样性,因此,在诊断夏季气候对ENSO的响应时,不宜像冬季那样仅依赖单一ENSO指数,而应综合考察与ENSO相关的整体热带海温异常结构,这一点对于东亚-西太平洋地区气候尤为关键。该成果弥补了长期以来“夏季ENSO—亚洲季风”关系研究中对东亚季风认识的不足,为基于ENSO开展东亚旱涝季节预测奠定了理论基础。


图 1. 夏季(6-8月)东亚降水场与Niño3.4、PJ两指数的相关系数分布图,基于CMAP和NOAA PREC两种降水资料。(a、b)东亚夏季降水与同期Niño3.4指数的相关系数分布,黑色等值线表示通过0.05显著性检验的区域;(c、d)中填色为降水与PJ指数的相关系数分布,红色、蓝色等值线为叠加的降水-Niño3.4相关系数分布图(红为正、蓝为负)。

 


图2. 夏季热带印度洋-太平洋海温标准化距平场的旋转EOF前两模态空间分布(a, e)第一、二模态的空间分布,分别称为IPT、IPD模态;(b, f)对应主分量PC-1、PC-2的时间序列;(c、g)降水异常与850 hPa风场异常对各自主分量的回归,红色字母C、A分别表示异常气旋与异常反气旋中心。

发表文章列表:

Liang, Y., Fan, L., Fu, HH. et al (2026). Why the statistical relationship between East Asian summer monsoon rainfall and the concurrent ENSO index is weak and nonsignificant. npj Clim Atmos Sci 9, 123.

文章链接:https://doi.org/10.1038/s41612-026-01381-0