在2022年盛夏，东亚和南亚地区出现了罕见的“长江流域干旱-印度河流域洪涝”并存的“跷跷板”型极端气候。长江流域部分地区连续无雨日超过20天，流域大部分地区高温日超过18天，而中下游部分地区高温日更是创下自1961年以来的历史最高记录；与此同时，印度河流域的累计降雨量超过气候平均值约2个标准差，引发了洪水，导致3000多万人无家可归，1000人死亡，经济损失超过300亿美元。那么，究竟是什么原因导致了2022年长江-印度河流域出现这一罕见的“跷跷板”型极端气候呢？

我系张鹏高级工程师（第一作者）、吴志伟教授（通讯作者）和美国夏威夷大学Bin Wang教授等的合作研究发现，热带中、西太平洋之间显著的海温梯度(强梯度La Niña)通过调控西太平洋副热带高压（西太副高）为1979-2021年（图1）、特别是2022年7-8月（图2）“长江流域干旱-印度河流域洪涝”事件提供了有利背景条件。该研究在赤道中太平洋海温变率影响西太副高的传统认识之外，强调强梯度La Niña发生时西太平洋暖异常显著增强海洋大陆对流活动，放大Rossby波响应，导致副高加强和向西伸展。

与稳定的热带强迫相比，2022年盛夏热带外遥相关表现出明显的月变化特征，导致了7月和8月份长江流域的高温和印度河流域的降水强度呈现出反向变化（见图3a, b）。这其中，罕见的3年持续性La Niña事件导致南印度洋持续降温，加强了越赤道的索马里气流，为创纪录的7月印度河流域降水提供了额外的水汽来源。与此同时，南亚的降水凝结加热引发了类似于环球遥相关（CGT）波列的现象，对长江流域的干旱也有所贡献（见图3c）。相比之下，8月份印度河流域的降水量减少，而巴伦支-喀拉海的变暖通过局地海-气相互作用扩展了北大西洋涛动（NAO）的下游影响（见图3d），导致了长江流域的高温创下了历史记录。

以上结果表明，强梯度型La Niña为东亚-南亚‘跷跷板’型极端气候异常提供了重要可预报性来源。与此同时，NAO等热带外强迫因子的叠加作用在很大程度上加剧了2022年盛夏“长江流域干旱-印度河流域洪涝”的极端情况。深入研究热带外遥相关月际变异背后的原因将有助于更好地理解极端气候事件的发展和维持机制。相关文章已于2024年2月被Nature系列期刊《npj Climate and Atmospheric Science》接收。

论文信息：Zhang, P., B. Wang, Z. Wu*, R. Jin, and C. Cao 2024: Intensified Gradient La Niña and Extra-tropical Thermal Patterns Drive the 2022 East and South Asian “Seesaw” Extremes. npj Climate Atmos. Sci., DOI: 10.1038/s41612-024-00597-2.

图1与7-8月强梯度La Niña (SGLN)有关的 a海温 (阴影，K)、850-hPa水平风(矢量，m·s^-1)、500-hPa位势高度(紫色等值线，m)和降水(绿色等值线，mm·mon^-1)，b地面气温(K)和c降水(mm·mon^-1)异常。d, e, f对应弱梯度La Niña (WGLN)。a、d中所示，b、c、e和f中黑点区域为超过95%置信水平的异常值。红框表示长江和印度河流域。

图2 2022盛夏a表面气温异常(暖色阴影，K)，降水异常(冷色阴影，mm·mon^-1)，整层水汽通量(矢量，100kg·m^-1·s^-1)和500-hPa位势高度(等值线，m，绿色-2022；黄色-气候平均) 。方框表示长江和印度河流域。b海温(阴影，K)、850-hPa水平风(矢量，m·s^-1)和1000-hPa位势高度(等值线，m)异常。阴影、矢量和黑色等值线表示异常值大于1σ的区域。绿框表示南印度洋，红框分别代表热带西太平洋和中东太平洋。

图3 a 1979-2022年7月，b 8月长江流域气温和印度河流域降水指数。c 2022年7月和d 8月200-hPa波活动通量(矢量，m²·s^-2)、200-hPa位势高度(等高线，m)、降水(绿色和紫色阴影，mm·mon^-1)和海温(蓝色和红色阴影，K)异常。阴影、矢量和黑色等值线表示异常值超过1σ的区域。红框分别表示巴伦支-喀拉海和印度河流域。