南亚边缘海由阿拉伯海、孟加拉湾和南海等三个子区域组成，它是亚洲热带夏季风最早建立的地区。南亚边缘海夏季风的爆发标志着当地雨季的开始，其爆发时间的早晚直接影响周围陆地居民对渔业和农业发展的规划，是相关政策制定的重要参考。因此，揭示和理解南亚边缘海夏季风爆发时间在未来全球变暖的背景下将如何变化，具有重要的理论和现实意义。
王璐教授团队基于第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）提供的高排放情景模拟数据揭示出，阿拉伯海夏季风爆发未来将提早，而孟加拉湾和南海夏季风爆发未来将推迟。那么，为何如此相邻的季风区之间竟表现出截然相反的未来变化呢？传统观点认为海-陆热力差异的未来变化是造成亚洲热带季风爆发未来变化的原因，但这种大尺度因子并不能很好地解释这一现象。王璐教授的研究指出，春季第一支北传季节内振荡（NMISO）的未来变化是导致季风爆发时间未来迟早变化的重要调控因子：在未来变暖背景下，阿拉伯海地区的NMISO建立将提早，这会导致阿拉伯海季风爆发提早，而孟加拉湾和南海地区的NMISO建立将推迟，这会导致孟加拉湾和南海季风爆发推迟。该研究从季节内变率这一新角度探讨了季风爆发的未来变化，为季风爆发预估的研究提供了新视角。
研究进一步阐明了不同子区域NMIISO未来迟早变化的物理机制。首先，全球变暖会造成对流层上层增暖在热带地区显著超过热带外地区，这会加强南亚地区上空的西风，进而造成该区域的东风垂直切变建立推迟，从而有利于推迟NMISO的建立。同时，全球变暖下表面增暖的典型空间分布有利于阿拉伯海地区NMISO的建立提早。一方面，热带东太平洋海表面温度未来将显著增暖（即El Niño型增暖），这会减弱沃克环流、造成海洋性大陆出现异常下沉，由此导致的海洋性大陆上空负的非绝热加热异常会通过Gill响应，引起孟加拉湾低层反气旋性环流；另一方面，阿拉伯半岛地表温度未来将显著增暖，这会在局地激发出低层气旋性环流。在孟加拉湾反气旋和阿拉伯半岛气旋的共同作用下，阿拉伯海地区未来将出现低层南风加强和水汽增加，二者均有利于NMISO的提早建立（图1）。
与以往研究中仅关注全球变暖引起的大尺度背景场变化对季风爆发的作用不同，本研究强调指出大气季节内振荡是链接背景场未来变化和季风爆发未来变化的关键桥梁，这为理解亚洲季风的未来变化机理提供了新的认识。此外，研究揭示出的南亚边缘海不同子区域季风爆发未来将出现相反的迟早变化，这对亚洲人民的生产生活有重要指导意义，也有助于全球变暖相关适应政策的制定。相关成果发表在《Journal of Climate》上，受到国家重点研发计划课题“模式不确定性对全球季风预估的影响”（2020YFA0608901）的资助。
图1 未来全球变暖影响南亚边缘海不同子区域夏季风爆发的关键物理过程示意图
文章信息：
Wang, L*., Y. Cheng, X. Chen, and T. Zhou, 2024: Projected Changes in Onset of Summer Monsoon over the South Asian Marginal Seas Modulated by Intraseasonal Oscillation. Journal of Climate, 37, 821-835, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0257.1.