南京信息工程大学张杰、陈海山和青藏所马伟强等《Enviromental Research Letters》发文揭示北极增暖延迟亚非夏季风撤退导致秋季降水增加

亚非夏季风为全球数十亿人口提供了至关重要的降雨。近几十年来，夏季风相关的湿润天气持续向秋季延伸，导致秋季暴雨、连阴雨等极端天气气候事件频发，其影响程度前所未有。NUIST陆气相互作用团队张杰教授和陈海山教授、与中国科学院青藏高原研究所马伟强研究员、团队博士研究生Rafi Riaz和Sidra Syed、Irfan Ullah博士、团队硕士生沈珈宇合作，采用多年代观测数据、再分析数据集及北极增暖放大模式比较计划（PAMIP）的模拟相结合，研究秋季的湿异常与北极增暖的关联。相关成果发表于国际期刊《Enviromental Research Letters》。研究主要结论如下：

1. 亚非季风区及季风过渡带9月降水异常

标准化降水趋势分析（1979–2024年）表明，亚非季风过渡带——包括北非、南亚、青藏高原和东亚等区域的9月降水量显著上升，其增长趋势明显强于季风核心区。这反映出季风环流仍在持续影响上述过渡带，并带来典型的季风性强降雨。与1979–2000年相比，2000年以来四个典型季风区9月降水量增幅如下：北非+20毫米（33%）、南亚+62毫米（69%）、青藏高原+22毫米（40%）、东亚+26毫米（65%）。

图1. 季风撤退期（9-10月）的季风指数与降水变化。(a) 季风指数（填色区域）及夏季（粗粉色线）和9-10月（细红线）季风北界。(b) 9月降水量（mm）。(c) 9月标准化降水趋势率。(d-g) 四个典型季风区北非NAF、南亚SA、青藏高原TP及东亚EA的降水量序列（柱状图，mm），灰色圆点表示90%显著性检验水平。

2. 延迟的亚非季风活动特征

研究基于Jiang等（2023）定义的季风指数，分别计算了夏季（7–8月）与秋季（9–10月）的月尺度季风指数，并将月季风指数阈值设定为2，以此表征北半球季风带的范围（MSI）。分析表明，亚非夏季风区9月的季风指数存在显著空间差异，其中北非、南亚、青藏高原和东亚四个典型区域的纬度平均波动幅度分别达到5.6°、12°、8°和9.2°。此类波动能够调制天气尺度系统的活动，进而对降水分布产生扰动影响。季风位置指数的升高表明季风撤退时间有所延迟。该指数与9月降水量呈现显著正相关，进一步说明亚非–南亚季风系统的撤退延迟可能是导致相关季风活动带秋季降水增加的主导机制。

图2.1979-2024年季风北界（MSI）与9月降水变化的关系。(a) 1979-2024年9月的MSI分布。(b-e) 对应(a)中四个季风区NAF、SA、TP、EA9月MSI序列（柱状）与标准化降水指数序列（蓝线）。(f-i)标准化MSI回归的9月降水（mm），图(f-i)中粉色与红色线和灰色点同图1。

3. 北极增暖对亚非季风撤退的影响

研究进一步揭示了亚非季风位置及降水与拉普捷夫海、喀拉海海冰变化存在显著关联。二者均能影响亚洲季风位置，而喀拉海区域的变化还对北非季风具有调制作用。2000年以前，偏冷的北极环境有利于单极型极地涡旋维持；2000年后，极涡结构逐渐由单极型转为偶极型。偶极型气旋分别向北大西洋-格陵兰和北太平洋方向扩展，导致格陵兰及巴芬湾上空极地涡旋减弱，形成类似负北大西洋涛动的环流模态。这一转变有助于建立极地涡旋与中纬度波列之间的遥相关联系。通过波列动力过程，华北地区易出现气旋式异常，同时日本海高压西伸，共同推动季风系统北移并增加降水。此外，从巴伦支-喀拉海至东西伯利亚海的反气旋式异常可向东延伸至东西伯利亚及东北亚，此类高纬度经向模态同样有利于北方降水增多。

综上所述，北极增暖通过调节季风动力、西风波动与副热带急流之间的相互作用，促使亚洲季风位置偏北并增加降水。另一方面，来自北大西洋高纬度的能量频散也可直接向北非输送，促进气旋发展、增强源自北大西洋的水汽输送，从而对北非降水产生贡献（相关机制见文首示意图）。

图3.（a）2000-2024年8-9月北极海温相对于气候态（1979-2024年）的差异，及其（b）与高原夏季季风北界指数的相关性，关键区(扇形区) （c）海冰和（d）海温对九月降水的回归分析。图中粉色、红色线和灰色点同图1。

图4. PAMIP对未来与当前海冰密集度模拟的集合平均差异。（a）2米空气温度,（b）500hPa位势高度（gpm）与TN波通量（m²/s²）,（c）200百帕纬向U风（m/s,（d）降水量（mm/d）。（e）来自600个模拟成员的降水量分布（mm/d）。粉色、红色线和黑色点同图1。图（b-c）中绿色线条表示20m/s与30m/s的纬向风等值线。

相关文章：

Zhang J.*,H. Chen, W. Ma, R. Riaz, S. Syed. I. Ullah, J. Shen. Arctic warming delays the Afro-Asian monsoon retreat amplifying autumn rainfall. Environ. Res. Lett., 2026,21,034006, DOI: 10.1088/1748-9326/ae3974