近日，Journal of Climate在线发表了中国海洋大学海洋与大气学院最新科研成果" Two Characteristic Patterns of the Summer Indian Ocean Dipole（夏季印度洋偶极子的两种特征形态）"。该研究第一作者为海洋与大气学院范磊副教授，合作者为2023级在读博士研究生傅辉煌和梁煜。
热带印度洋偶极子(IOD)作为热带印度洋海表温度异常的重要形态，对周边亚澳季风区的气候有着显著影响。传统上，学界主要基于所有月份海温数据的经验正交函数(EOF)分解第二模态的空间型来定义IOD指数。然而，基于该方法得到的是IOD秋季盛期的主要特征。对于亚洲季风区来说，夏季是其主要雨季，因此，本研究专门探讨了夏季的IOD的多样性特征及其对亚洲季风降水的影响。本研究发现，夏季的热带印度洋存在两种基本的偶极型海温异常形态，对应于印度洋夏季海温EOF的第二和第三模态，根据它们的东极子是否靠近苏门答腊岛沿岸，分别命名为沿岸型IOD和离岸型IOD。对二者的不同位相进行线性组合可以构成传统的IOD形态以及印度洋海温三极子形态。
沿岸型IOD（图1c）具有与传统IOD相同的东极子位置(苏门答腊岛沿岸)，而西极子则位于赤道以南的印度洋中部。它的产生与演化均与ENSO有一定联系，能够持续发展至秋季。离岸型IOD（图1e）与传统IOD具有相同的西极子位置（索马里沿岸），但其东极子位于印度洋中南部。离岸型IOD西极子的位置及形成机制决定了它在夏季达到峰值后迅速衰退，且完全独立于ENSO（图1g）。这两种IOD形态的差异导致了它们产生的降水异常分布型也有显著不同。沿岸型IOD可影响澳大利亚、东南亚和南亚的夏季降水，而离岸型IOD主要影响非洲东部的降水。
研究还探讨了气候模型中影响这两类IOD模拟能力的关键因素。对沿岸型IOD来说，由于前期ENSO对其具有触发作用，因此模型需要准确模拟ENSO引起的春季印度洋降水异常；此外，北半球夏季南印度洋上空较强的东南季风也有利于沿岸型IOD的模拟。而对离岸型IOD来说，由于索马里急流对其西极子的发展具有重要影响，因此平均索马里急流偏强的模型能够模拟出较强的离岸型IOD。
关于IOD形态多样性的研究在近年来获得了学界广泛关注，本研究则重点强调了IOD在夏季的多样性特征。两类夏季IOD的形成在本质上可归因于北半球夏季广阔的热带南印度洋表面存在强大而平直的东南风，在这种背景风场环境下低空大气异常环流易在“风-蒸发-海表温度”机制下长时间维持从而激发偶极型海温异常（图2）。该研究不仅深化了我们对IOD机制的理解，也为提高亚澳夏季风气候的预测精度提供了重要依据。
图1. (a)基于全月份数据计算的热带印度洋海表温度EOF第二模态空间型(传统IOD)和(b)时间序列。(c)基于夏季平均(JJA)海温数据计算的EOF第二模态空间型和(d)时间序列（黑线）。(e、f)与(a、b)类似，展示第三模态的结果。(d)和(f)中的红线为全月份EOF时间序列(如b所示)在夏季(JJA)的平均。(g) 各月Niño3.4指数分别与夏季EOF的第二(红线)、第三模态时间序列（黑线）的相关系数。
图2. (a)沿岸型IOD和(b)离岸型IOD海温与风场示意图。蓝色和红色阴影分别表示冷、暖海温异常。橙色箭头代表气候平均的海表风场，黑色箭头表示异常风。
发表文章列表：
Fan L., H.-H., Fu, and Y. Liang, 2024: Two Characteristic Patterns of the Summer Indian Ocean Dipole. J. Climate, online.
文章链接: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0534.1