喜马拉雅中东段（Central-Eastern Himalayas, CEH）作为连接青藏高原与印度次大陆的关键过渡带，其夏季降水的年际变化直接影响南亚水资源分布，对该区域的社会经济可持续发展具有重要影响。以往工作中并未单独对CEH的降水变化进行归因分析，针对CEH降水变化的气候动力特征的专门研究非常匮乏。受极端复杂地形及观测资料稀缺的制约，该区域夏季降水年际变率的主导成因和物理机制尚未清晰，特别是大尺度遥相关信号如何通过与局地复杂地形的耦合作用影响区域降水异常，这一关键过程仍需深入认识。
近日，我所地气作用与气候效应团队在《npj Climate and Atmospheric Science》（《Nature》旗下Top期刊）上发表了题为《Non-stationary influence of the North Atlantic Oscillation on summer precipitation in the Central-Eastern Himalayas》研究论文，陈学龙研究员与马耀明研究员担任论文共同通讯作者，在读博士研究生张强为论文第一作者。
作者研究分析了1985—2019年间夏季北大西洋涛动（SNAO）与CEH夏季降水的关系，发现二者呈明显的三阶段非平稳演变特征：第一阶段（1985—1993年）相关系数仅为0.15；第二阶段（1994—2010年）显著增强至0.75（p<0.05），其影响强度甚至超过同期厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）；第三阶段（2011—2019年）转为负相关（–0.31）。相比之下，ENSO在整个35年间始终与CEH夏季降水保持显著负相关（相关系数约–0.5 ~ –0.6），未出现明显的阶段性波动。
图1 喜马拉雅中东部（CEH）的降水变化呈现的三个不同阶段
在第二阶段，SNAO主要通过以下机制主导CEH夏季降水：SNAO在CEH南侧激发一个反气旋环流（见图2），将低层气流引向喜马拉雅山麓；随后在地形抬升作用下，水平气流转为垂直上升运动，引发降水正异常。去除地形的敏感性试验表明，若无陡峭地形，该降水正异常几乎消失，证实了地形耦合在此过程中的关键作用。
图2 夏季北大西洋涛动（SNAO）引起的印度大陆异常反气旋（左图）和经向环流（右图），背景色为垂直运动
研究进一步揭示，SNAO对CEH夏季降水影响的非平稳性可能与波列路径和急流入口区强度变化有关。只有当SNAO激发的环流异常与“丝绸之路型”（SRP）遥相关波列在空间上高度吻合时（如第二阶段），其下游反气旋才能实现最强的地形-环流耦合。同时，亚洲急流入口区（地中海—里海一带）200hPa纬向风在1994和2010年左右出现年代际增强，为Rossby波提供了更优质的波导环境，促使SNAO更易投影到SRP典型波列上，增强其对CEH夏季降水的影响（图3）。
上述研究得到国家自然科学基金项目（U2442213）和第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0105）共同资助。
图3 SNAO对CEH夏季降水影响的机制示意图
