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研究进展

刘屹岷等-CD:孟加拉湾夏季风异常偏早和偏晚爆发的机制研究

发布时间:2026-08-16 【字体:       

夏季风爆发标志着局地气候由干季向湿季转变,是季风区水循环的重要突变过程。其爆发时间异常不仅影响雨季进程,还与农业生产、水资源配置及旱涝灾害密切相关。作为亚洲夏季风最早建立的子系统,孟加拉湾夏季风爆发直接影响中南半岛、中国西南及周边地区的初夏降水,并可通过潜热释放及环流调整影响亚洲夏季风的后续推进。


图1. 1980-2021年BOBSM爆发日期,其中早于(晚于)多年平均1个标准差使用蓝色(红色)标注。

然而,孟加拉湾夏季风爆发日期具有显著的年际变化。以往研究多关注其与厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)的联系,但这种关系并不稳定。例如,并非所有季风偏晚爆发事件都发生在暖ENSO事件之后,二者之间的关系还会受到ENSO事件衰减速度以及太平洋年代际振荡及较短时间尺度系统变率等因素的调制。
图2. 孟加拉湾(85°–100°E)区域21–70天带通滤波降水(单位:mm·d⁻¹)时间—纬度剖面的合成平均:(a)爆发偏早年份的合成;(b)爆发偏晚年份的合成。

围绕孟加拉湾夏季风爆发时间异常的形成机制,中国科学院大气物理研究所博士毕业生孙伟皓在吴国雄院士、刘屹岷研究员指导下开展的最新研究表明,孟加拉湾夏季风异常爆发受到季风触发型季节内振荡(MTISO)的启动时间及其向北传播速度的共同影响。

偏早爆发年份,陆地增温较快、海陆热力差异较早转为夏季型,印度次大陆附近低压增强,北印度洋低层激发异常气旋式环流,促使孟加拉湾越赤道气流提前建立。增强的近海表风速进一步加强海气感热和潜热交换,有利于MTISO在中东部热带印度洋提前启动并向东北传播。相反,在偏晚年份,较弱的海陆热力差异推迟越赤道气流建立,MTISO需待索马里越赤道气流增强后才在西部热带印度洋发展。此外,海陆热力差异还可通过调节孟加拉湾水汽输送及其经向梯度,进一步影响MTISO的向北传播速度。


图3 10 m风场(矢量,单位:m·s⁻¹)和21—70天带通滤波降水(阴影,单位:mm·d⁻¹)随时间演变的合成平均。其中,a—d为爆发偏早年份的合成,e—h为爆发偏晚年份的合成。

高层诊断表明,MTISO向孟加拉湾北传速度受大尺度环流背景调控。春季海洋性大陆地区对流活动偏强时,中层非绝热加热可在高层激发反气旋式环流异常,促进南亚高压发展,并增强孟加拉湾上空的垂直东风切变、高层辐散和中层上升运动,从而为MTISO向北传播提供有利条件。相反,在季风爆发偏晚年份,海洋性大陆对流活动偏弱,高层反气旋式环流较常年偏弱,孟加拉湾上空的垂直东风切变随之减弱,进而抑制MTISO的向北传播。相关物理机制如图4所示。


图4 孟加拉湾夏季风(BOBSM)异常偏早和偏晚爆发的过程及其物理机制示意图。

该研究受到国家自然科学基金项目42288101的资助,已在线发表于国际期刊 Climate Dynamics。第一作者为博士毕业生孙伟皓(现为自然资源部东海预报减灾中心工程师),通讯作者为刘屹岷研究员,合作者包括吴国雄院士、张少瑜博士(现工作单位为国家气候中心)和刘肖林博士(现工作单位为上海海事大学)。

论文信息:

Sun, W., Wu, G., Liu, Y. et al. Impacts of ocean–land–atmosphere interactions on Bay of Bengal summer monsoon onset anomalies via modulating the monsoon-triggering intraseasonal oscillations. Clim Dyn 64, 354 (2026). https://doi.org/10.1007/s00382-026-08297-8