长江流域人口稠密、社会经济发达，是我国最重要经济带之一。受东亚夏季风影响，该地区易发生极端降水事件继而导致严重洪涝灾害。比如，1998年夏季长江流域全流域性大洪水、2016年梅雨强降水、2020年长江流域持续性“超级暴力梅”等，对工农业生产、交通运输和人民生命财产安全带来严重影响。追溯长江流域夏季极端降水变率的动力起源，从而进一步提高其气候预测水平，兼具重要科学价值和现实意义。前人研究多关注单个洋盆海表温度异常强迫对长江流域夏季降水的影响，不同洋盆对长江流域夏季极端降水频次变化的协同影响如何？其物理机制是什么？厘清这些问题可为长江流域极端降水频次的季节预测提供参考。
我院朱志伟教授课题组通过观测诊断和数值模拟揭示：长江流域夏季极端降水频次主要受印度洋海盆一致模态（IOBM）和北大西洋两种三级子海温模态（南模态NATS和北模态NATN）协同影响。相较于IOBM增暖的独立影响，正位相NATS可通过多种遥相关协同影响东亚环流，导致长江流域极端降水频次显著增强。一方面，IOBM海温增暖引发的局地正降水异常可通过东传至西太平洋的开尔文波响应影响对流层低层WNPAC，NATS热带海温同样可以通过热带路径影响WNPAC（前人已有较多研究）；另一方面，正位相NATS也可通过热带外中纬度准定常罗斯贝波列增强WNPAC和东北亚异常气旋异常（NEAC）。NEAC增强了向南输送的干冷空气，WNPAC增强了向北输送的暖湿空气，二者在长江流域辐合导致极端降水频次显著增多（图a, b）。同样地，相较于IOBM海温增暖的独立影响，与负位相NATN有关的热带外准定常罗斯贝波列激发略偏东的NEAC以及向西北方向延伸的WNPAC，导致冷暖空气在偏北的位置辐合，极端降水频次增强且位置偏北（图a，c）。
基于两个洋盆不同海温模态配置的协同效应，可以较好重构长江流域逐年夏季极端降水频次，可为其季节预测提供了参考。目前该工作已在Climate Dynamics期刊在线发表（https://rdcu.be/c7DVU）。
印度洋和北大西洋海温模态协同影响长江流域夏季极端降水频次的物理机制图。左图填色为海温模态，A和C分别表示反气旋和气旋。右图填色为回归的长江流域夏季极端降水频次分布，网格表示通过90%显著性检验。
文章信息：
Zhu Z., Y. Feng, W. Jiang, R. Lu, Y. Yang. 2023: The compound impacts of sea surface temperature modes in the Indian and North Atlantic oceans on the extreme precipitation days in the Yangtze River Basin. Clim. Dyn., doi: 10.1007/s00382-023-06733-7
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