气候变化如何影响印度洋偶极子，导致严重干旱和洪水

通过对长期气候数据的新分析，研究人员表示，他们现在对气候变化如何影响并导致印度洋一侧的海水温度比另一侧的温度更高或更低有了更好的理解，这一现象有时会导致与天气相关的致命事件，如东非的特大干旱和印度尼西亚的严重洪灾。

由布朗大学研究人员领导的国际科学家团队在《科学进展》杂志上发表的一项新研究中描述了这一分析，将从不同的地质记录中重建的10000年过去的气候条件与高级气候模型的模拟进行了比较。

研究结果表明，大约18000至15000年前，由于曾经覆盖北美大部分地区的巨大冰川融化的淡水涌入北大西洋，使大西洋保持温暖的洋流减弱，引发了一系列事件。该系统的减弱最终导致印度洋大气环流的加强，使一侧的海水保持温暖，另一侧的海水则保持凉爽。

这种被称为偶极子的极端天气模式促使一方（东部或西部）降雨量高于平均值，另一方则出现大范围干旱。研究人员在他们研究的历史数据和模型的模拟中都看到了这种模式的例子。他们表示，这一发现不仅可以帮助科学家更好地理解印度洋东西向偶极子背后的机制，而且有朝一日还可以帮助科学家对该地区的干旱和洪水做出更有效的预测。

“我们知道，在目前的印度洋温度梯度对降雨和干旱模式非常重要，特别是在东非，但要证明这些梯度在长时间尺度上发生变化，并将其与印度洋两岸的长期降雨和干旱格局联系起来，这是一个挑战，”研究作者、地球科学教授詹姆斯·拉塞尔（James Russell）说，环境和行星科学。“我们现在有了一个机制基础来理解为什么这两个地区降雨模式的一些长期变化会随着时间而改变。”

在这篇论文中，研究人员解释了他们所研究的印度洋偶极子形成的机制，以及在他们所观察的这段时间内，它导致的天气相关事件，这段时间涵盖了上一个冰河时期的结束和当前地质时代的开始。

研究人员将偶极子描述为一个东西向偶极子，其中西侧的水（与肯尼亚、埃塞俄比亚和索马里等现代东非国家接壤）比东侧朝向印度尼西亚的水更冷。他们发现，偶极子较温暖的水条件给印度尼西亚带来了更大的降雨量，而较冷的水则给东非带来了更干燥的天气。

这符合最近印度洋偶极子事件中经常出现的情况。例如，10月，大雨导致印尼爪哇岛和苏拉威西岛发生洪水和山体滑坡，造成4人死亡，3万多人受灾。另一方面，埃塞俄比亚、肯尼亚和索马里从2020年开始经历了严重干旱，有可能引发饥荒。

作者们在17000年前观察到的变化甚至更为极端，包括维多利亚湖——地球上最大的湖泊之一——的完全干涸。

布朗大学环境与社会研究所和布朗大学地球、环境与行星科学系的Voss博士后研究员杜晓静说：“从本质上讲，偶极子加剧了干旱条件和潮湿条件，这可能会导致极端事件，比如东非长达数年或数十年的干旱事件和印度尼西亚南部的洪水事件。”，以及该研究的主要作者。“这些事件影响着人们的生活，也影响着这些地区的农业。了解偶极子可以帮助我们更好地预测和更好地为未来的气候变化做好准备。”

研究人员研究的偶极子是由大西洋的热传输系统和热带印度洋的一个叫做沃克环流的大气环流之间的相互作用形成的。大气环流的下部在靠近海洋表面的低海拔地区从东向西流经该地区的大部分地区，而上部在较高海拔地区从西向东流动。较高的空气和较低的空气连接在一个大回路中。

大西洋热传输的中断和减弱，就像由洋流和风组成的传送带，这是由劳伦蒂德冰盖的大规模融化引起的，该冰盖曾覆盖加拿大大部分地区和美国北部。融化使大西洋变冷，随之而来的风异常引发了热带印度洋上空的大气环流变得更加活跃和极端。这导致印度洋东部（印度尼西亚所在地）的降水量增加，而西部（东非所在地）降水量减少。

研究人员还表明，在研究期间，海平面降低和附近大陆架的暴露放大了这种影响。

科学家们表示，需要进行更多的研究，以明确暴露的大陆架和较低的海平面对印度洋东西向偶极子的影响，但他们已经计划扩大这项工作，以调查这一问题。虽然这一系列关于低海平面的工作不会对未来的情况进行建模，但他们所做的研究古冰川的融化如何影响印度洋偶极子和大西洋的热传输系统，可能会为气候变化带来更多融化带来的未来变化提供关键见解。

拉塞尔说：“格陵兰岛目前的融化速度如此之快，以至于它正以影响海洋循环的方式向北大西洋排放大量淡水。”。“这里所做的工作提供了一个新的理解，即大西洋环流的变化如何影响印度洋气候，以及通过非洲和印度尼西亚的降雨。”

这项研究得到了布朗环境与社会研究所和国家科学基金会的资助。

North Atlantic cooling triggered a zonal mode over the Indian Ocean during Heinrich Stadial 1. Science Advances, 2023;

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