近日，中国科学院南海海洋研究所研究员王春在团队在印度洋偶极子（IOD）多样性研究方面取得重要进展，揭示了IOD的两种不同类型及其差异化的气候影响。相关成果发表于《国家科学评论》（National Science Review）。
论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所副研究员郑佳喻介绍，IOD是热带印度洋重要的海气耦合模态之一，对全球及区域气候变化具有显著影响。长期以来，科学界通常依据西印度洋与东印度洋海温异常的差异来描述这一现象，并将其视为一种典型的偶极型模态。然而，IOD是否存在不同的空间类型，各类类型是否具有差异化的形成机制与气候影响，此前尚缺乏系统性的认识。
两类IOD的海气耦合演变机制示意图。研究团队供图研究团队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，对传统IOD指数识别出的典型事件进行分析后发现，这些事件对应的海温异常空间分布并不一致，主要呈现两种不同的结构：一类为西印度洋与东印度洋海温异常呈反向变化的西-东型IOD；另一类为中印度洋与东印度洋海温异常呈反向变化的中-东型IOD。
进一步分析表明，夏秋季印度洋海温异常存在西印度洋、中印度洋和东印度洋三个主要变率中心，其中西印度洋和中印度洋的海温异常均可分别与东印度洋海温异常构成偶极子结构。在此基础上，研究团队结合经验正交函数组合方法，识别并定义了两类IOD空间模态。
研究发现，西-东型IOD与中-东型IOD具有不同的海气耦合演变特征。西-东型IOD受较强的Bjerknes反馈（风-温跃层-海温反馈）影响，异常东风增强并向西印度洋扩展，推动暖海水向西输送，使西印度洋暖海温异常持续增强；与此同时，中西印度洋温跃层加深，东印度洋温跃层变浅，东西向海温异常梯度进一步强化，使该型IOD于秋季达到峰值。相比之下，中-东型IOD的暖海温异常较早形成于中印度洋，其海气耦合反馈和温跃层响应均相对较弱，峰值出现时间较早。上述差异决定了两类IOD在空间结构和季节演变上的不同特征。
在气候影响方面，两类IOD亦呈现明显差异。西-东型IOD的对流上升中心位于西印度洋，与东非秋季降水异常的关系更为密切；而中-东型IOD的对流上升中心主要位于中印度洋，其对东非降水异常的影响相对较弱。值得关注的是，传统IOD指数识别出的事件同时包含上述两类模态，因此传统IOD与东非降水异常之间的年际对应关系存在约20%的错配，即部分IOD事件并未表现出预期的降水响应。将IOD区分为不同类型后，西-东型IOD与东非降水异常的年际对应关系优于传统IOD，表明对IOD进行分类有助于更准确地理解其区域气候影响。
该研究突破了传统IOD单一海温分布型的认知框架，基于多种方法对IOD进行分类识别，揭示了两类具有不同物理机制和气候影响的IOD模态。相关成果拓展了对IOD多样性及其气候影响的认识，为理解印度洋变率及其区域气候效应提供了新的科学视角。（来源：中国科学报 朱汉斌）
相关论文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag519