近几十年来，东亚夏季降水呈现出“南涝北旱”的分布特征。已有很多研究指出东亚气溶胶的增加和全球海洋变暖是导致东亚陆地降水形成“南涝北旱”趋势的两个重要因素。
近期，博士后张晓祺与中国科学院大气物理研究所何编研究员，包庆研究员，刘屹岷研究员，吴国雄院士，厦门大学段安民教授，中科院大气所胡文婷副研究员，生宸博士，以及我院饶建教授合作发现，南涝北旱的分布型仅在7月的降水趋势中呈现（图1），而6月份东亚夏季降水趋势主要表现为长江中下游地区增多而其南北两侧降水减少的三极型分布（图1）。研究采用了第六次耦合模式比较计划（CMIP6）极地放大模式比较计划（PAMIP）的大样本集合模拟，结果表明6,7月北极海冰减少具有不同的月际尺度特征，他们分别对东亚夏季降水分布的影响非常重要，一定程度上与海表面温度（SST）的影响相当。
图 1. 1951-2000年GPCC/ERA5 在6月（a）和7月（b）的降水（阴影，单位：mm day-1）和850 hPa风（矢量，单位：m s-1）趋势。6月（c）和7月（d）降水（阴影，单位：mm day‑1）和850 hPa风（矢量，单位：m s-1）对ALL的响应。6月（e）和7月（f）降水（阴影，单位：mm day-1）和850 hPa风（矢量，单位：m s-1）对SSTR的响应。6月（g）和7月（h）降水（阴影，单位：mm day-1）和850 hPa风（矢量，单位：m s-1）对ARC的响应。
进一步研究表明，降水异常分布型与 6月和7月北极海冰减少的区域差异密切相关，并且受到在较弱西风急流中传播的罗斯贝波和气候变暖背景下大尺度经向热力差异减弱的影响。6月（图2a），北极海冰主要在巴伦支海-喀拉海地区减少，海冰减少的扰动导致高空环流异常，在大西洋上空出现三极子位势高度异常，并通过两条路径传播到欧亚大陆东部。两个气旋异常中心分别位于中国中部和西北太平洋上空。这有利于高层的弱反气旋，并在南海和西太平洋上空形成下沉运动，增强了低层反气旋异常，使更多的水汽进入长江流域，有利于形成经向三极子降水异常分布。7月（图 2b），除巴伦支海-喀拉海地区海冰减少外，俄罗斯北部沿岸海冰也有所减少。海冰的减少在欧亚大陆东部上空产生了经向三极子位势高度异常，从而减弱了季风环流，产生了典型的“华南涝、华北旱”降水异常分布。
图2. 基于6月(a)和7月(b)的 ARC 实验，东亚夏季降水对北极海冰减少的响应机制。
本研究得到了国家自然科学基金的资助（42122035和 42288101）。本研究的计算得到了国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟设施”（EarthLab）的支持。
论文信息：
Zhang, X., He, B., Bao, Q. et al. The role of Arctic sea ice loss in the interdecadal trends of the East Asian summer monsoon in a warming climate. npj Clim Atmos Sci 7, 174 (2024). https://doi.org/10.1038/s41612-024-00717-y.