北师大硕士生兰云飞在地学权威杂志JGR-A发表原创性研究成果！

第一时间获取气象科研资讯

『 气象学家 』 公众号 交流群

加入

研究发现 AO 和 ENSO 的配置可作为印缅地区冬季气候和植被变化的敏感指示剂

从气候学角度定量研究植被 NPP 与大尺度气候因子的关系，并追溯其背后可能潜在的物理驱动机制利于为区域森林碳汇评估、资源统筹分配利用 及其增进气候变化 背景 下对碳循环的认识理解提供 科学指导意义。不久前，北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室龚道溢教授课题组在地球物理学权威杂志《 Journal of Geophysical Research ： Atmospheres 》（自然指数期刊）发文揭示 AO 、 ENSO 与北半球冬季亚太低纬度印缅地区的气候和植被具有显著的协同变化关系，二者的同位相联合可分别解释印缅地区 40% 的降水方差和 36% 的 NPP 方差，该研究还定量澄清了 AO 和 ENSO 影响印缅地区冬季降水和植被的可能遥相关机制。这项成果由国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目联合资助，在读硕士研究生兰云飞为文章的第一作者。

冬季印缅地区的气候和植被异常密切依赖于 AO 和 ENSO 的位相。当 ENSO 暖位相配置 AO 正位相时，印缅地区超过 80% 的区域其植被 NPP 可显著增加 24 gC·m ^-2 及以上 ；相反 ENSO 冷位相配置 AO 负位相，整个研究区平均的 NPP 会显著减少 10 gC·m ^-2 ，局地最大可减少 60 gC·m ^-2 。总体上， ENSO 和 AO 的同位相配置 可解释印缅地区植被 NPP 约 36% 的方差。

图 1AO 和 ENSO 配置的 NPP 异常 . (a) ENSO 暖位相配置 AO 正位相； (b) ENSO 冷位相配置 AO 负位相； (c) ENSO 冷位相配置 AO 正位相； (d) ENSO 冷位相配置 AO 负位相 . 单位 : gC·m ^-2 . 打 “·” 代表通过双侧 Student's t 检验达到 90% 显著水平的格点

在冬季温暖干旱的印缅地区，降水区域生态环境变化的胁迫因子，伴随降水 1 mm 的正（负）偏差，印缅地区 NPP 显著偏多（偏少） 10.1 gC·m ^-2 。同时，降水也是 AO 和 ENSO 与区域降水遥相关建立的重要媒介。当 ENSO 暖位相配置 AO 正位相，印缅地区区域平均降水距平百分率、各套降水平均能达 +27% ，当 ENSO 冷位相伴随 AO 负位相，区域降水均普遍显著减少，其中 ERA5 能显著减少 100 mm 甚至更多的降水， AO 和 ENSO 的同位相配置可解释印缅地区冬季降水近 40% 的方差。

图 2 AO 和 ENSO 同位相配置的冬季降水异常 . (a) ENSO 暖位相配置 AO 正位相； (b) ENSO 冷位相配置 AO 负位相 . 自上而下依次为 CRU(a,b), GPCC(c,d), ERA5(e,f), CMAP(g,h), GPCP(i, j) 和五套的平均 (k, l). 0.10 显著的格点以 “·” 标注 . 单位 : mm

AO 和 ENSO 通过独立的遥相关路径影响大气环流进而调控区域降水，造成 NPP 的显著变化。高纬度的 AO 通常能从北大西洋激发一支经地中海、中东，并沿副热带急流东传至东亚地区的罗斯贝波，途经孟加拉湾 - 印缅地区上空在 AO 正（负）位相时会形成局地的异常气旋（反气旋）型环流，造成南支槽偏强（偏弱），槽前偏南气流的水汽输送偏强（偏弱），加之伴随槽前异常的上升（下沉）运动，可导致印缅地区降水偏多（偏少）。相反 AO 负位相，研究区上空会出现异常的反气旋环流，这将削弱南支槽，造成槽前偏南水汽输送减弱，以及研究区局地形成异常的下沉运动，进而不利于区域降水。

图 3 3 个冬季 AO 正位相异常年 (1989,1992 和 2016, 图 a) 和负位相年 (1995,2003 和 2012, 图 b) 合成的经向风 ( v , 等值线 , m·s ^-1 ) 和波活动通量 (WAF, 箭矢 , m ² ·s ^-2 ) 异常 . 灰色阴影表示 0.10 显著的 v, 仅显示大于 10 m ² ·s ^-2 的 WAF, 最大 WAF 为 1499 m ² ·s ^-2

ENSO 则是通过影响西北太平洋的大气环流进而远程调控印缅地区的降水和植被。当冬季 ENSO 暖（冷）位相时，热带大气的 Gill 型响应和 / 或受抑制（增强）的 Walker 环流可在以菲律宾 - 南海为中心的西北太平洋上空尤其是对流层中低层形成异常的高压（低压）和反气旋（气旋），位于反气旋（气旋）西侧的中南半岛在盛行异常偏南（北）风的驱动下，利于（不利于）为印缅地区带来更多的水汽，既而导致降水增加（减少）， NPP 也显著增多（减少）；

图 4 冬季 ENSO 暖事件 (1982, 1987, 2015 和 2018) 与 ENSO 冷事件 (1983, 2008 和 2017) 对流层 700 hPa 位势高度 ( 填色 , gpm) 和 850 hPa 水平风 ( 箭矢 , m·s ^-1 ) 的合成 . 仅呈现海拔低于 3000 m 的位势高度以及 海拔低于 1500 m 的风 , 其中 0.10 显著的风矢已加粗 显示

因此，冬季 ENSO 暖位相配置 AO 正位相，印缅地区降水往往显著增多，而 ENSO 冷位相配置于 AO 的负位相，区域降水和植被 NPP 反而显著减少。

图 5 冬季 AO 和 ENSO 共同影响印缅地区植被 NPP 的可能机制示意

Lan, Y., & Gong, D. (2024). Joint impact of the AO and ENSO on vegetation NPP over Indo‐Myanmar in boreal winter. Journal of Geophysical Research: Atmospheres , 129 (10), e2023JD040356. https://doi.org/10.1029/2023JD040356 IF: 4.4 Q2

---

声明： 欢迎转载、转发。气象学家公众号转载信息旨在传播交流，其内容由作者负责，不代表本号观点。文中部分图片来源于网络，如涉及内容、版权和其他问题，请联系小编 (微信：qxxjgzh) 处理。