科研进展

潘容筠等-JGR-A:研究揭示ENSO和SNAO对青藏高原复合暖干事件年际变率的调控作用

20世纪50年代以来,青藏高原显著暖湿化。然而,平均气候趋于湿润并不意味着干旱及相关复合极端事件风险降低。在持续增暖背景下,高温与干旱同时发生的暖干复合事件可能对高原生态系统、水资源以及冰冻圈产生重要影响。然而,目前对青藏高原暖干复合事件年际变率的驱动因子及其物理机制仍缺乏认识。

近日,中国科学院大气物理研究所周天军研究员团队围绕上述问题开展研究,揭示了厄尔尼诺—南方涛动(El Niño–Southern Oscillation,ENSO)和夏季北大西洋涛动(Summer North Atlantic Oscillation,SNAO)对青藏高原暖干复合事件年际变率的影响。研究利用高分辨率青藏高原多源融合气象驱动数据集(TPMFD),并结合CN05.1观测资料和ERA5再分析资料,分析了青藏高原夏季暖干复合事件的时空变化及其物理机制。

研究发现,青藏高原西南部的年际变率主要受到前冬ENSO的调制。厄尔尼诺年,区域平均暖干复合事件的日数增加约1.85天;拉尼娜年则减少约1.13天,且ENSO事件越强,其调制作用越强。进一步区分不同类型ENSO,研究发现EP厄尔尼诺对暖干复合事件的增强作用最为显著,而CP拉尼娜的抑制作用最强。EP型厄尔尼诺年,青藏高原西南部部分地区高温日数增加超过7天,区域平均干旱日数增加约11.4天。地表能量收支分析表明,云辐射效应和晴空短波辐射的变化共同增加地表能量输入,从而有利于近地面增温和暖干条件发展。相比之下,CP型拉尼娜年云辐射效应和地表反照率变化减少地表能量输入,区域平均高温日数和干旱日数分别减少约6.2天和8.2天。

与此同时,局地陆气相互作用放大了青藏高原南部内流区的热干异常。土壤湿度负异常导致蒸发受到限制,使更多地表可用能量由潜热通量转化为感热通量,进而增强近地面增温;升高的气温又进一步促进地表干燥,由此形成正反馈过程,放大暖干复合事件。

研究中发现SNAO影响青藏高原东部暖干复合事件年际变率。与SNAO相关的北大西洋环流异常可通过沿欧亚中纬度西风急流向东传播的罗斯贝波列影响青藏高原。SNAO正位相期间,青藏高原东部暖干复合事件总体偏多,但不同区域的地表增温机制存在明显差异:在相对湿润的青藏高原东南部,降水和云量减少使到达地表的太阳辐射增加,云辐射效应变化对地表增温起主要作用;而在相对干旱的青藏高原东北部,增温则更多受到晴空条件下向下辐射变化的影响。

该研究从大尺度气候模态、区域大气环流、地表能量收支和陆气相互作用等方面,建立了理解青藏高原暖干复合事件年际变化的物理框架。研究结果表明,长期暖湿背景下,青藏高原暖干复合事件时有发生。ENSO和SNAO等具有一定可预报性的气候信号,可为青藏高原极端事件的季节预测和气候风险评估提供科学依据。

该成果以Interannual Variability of Compound Hot-Dry Events Over the Tibetan Plateau为题发表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres上,论文第一作者为中国科学院大气物理研究所博士研究生潘容筠,通讯作者为周天军研究员。研究得到国家自然科学基金项目(42588201)、中国科学院项目(060GJHZ2023079GC)资助,张丽霞研究员得到国家自然科学基金项目(42275033)支持。相关分析工作依托地球系统数值模拟装置(EarthLab)完成,该装置由国家重大科技基础设施项目支持。作者同时感谢胡帅博士在影响青藏高原气候的遥相关型研究方面提供的有益讨论。

论文信息:

Pan, R.Y., Zhou, T.J.*, Gui, K.X., Zhang, L.X., Zhang, W.X., Jiang, J., 2026: Interannual Variability of Compound Hot-Dry Events Over the Tibetan Plateau, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131, e2026JD046858, https://doi.org/10.1029/2026JD046858 .

图1 ENSO和SNAO调控青藏高原复合暖干事件年际变化的物理机制示意图

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