印度洋偶极子（IOD）、MJO等是影响环印度洋地区气候的重要因子。掌握其变化特征、甚至是提取可能的早期预警信号，对于理解并预测环印度洋地区气候变化有重要意义。本项工作围绕IOD、MJO开展了系统研究，包括对MJO近年来的强度和停留时间变化特征进行了解析。Sasikumar et al. (2022) 发现自上世纪末以来（1999-2015），北半球夏季期间的MJO强度增强，且在西印度洋的停留时间增加。这一变化与MJO的局地反馈作用以及太平洋类La Niña海表温度模态有关，并有利于印度及东亚地区发生强降水（图1）。除了对MJO的研究，本工作还重点关注热带东西印度洋海温之间的协同作用。Lu et al. (2022) 利用复杂网络的方法，刻画了IOD东西两个区域之间海温网络总连接随时间的变化特征。研究发现，在IOD事件出现前一年，东西两区域间往往有更多的节点对出现负连接，这种更多节点之间的协同作用造成了东西两区域网络总连接强度的增强。利用这一特征，可以很好地预警下一年是否可能发生IOD事件。进一步，利用热带印度洋纬向风准两年的周期变化特征，发现依据IOD发生前一年12月的纬向风场风向可以对下一年的IOD符号进行判断。这样，本工作提出了一种针对IOD的早期预警方法，可以从前一年12月预警下一年的IOD事件（图2a）。对于过去30多年发生的IOD事件，该方法的报准率超过70%。这一结果显著优于当前的模式预测（图2b）。
本项工作通过分析影响环印度洋地区的重要因子的变化特征，为更好地开展后续的气候预测提供了参考依据。尤其是对IOD的早期预警研究，有望为我们提升环印度洋地区的气候预测水平提供重要支撑。
图1 印度洋和西太平洋变暖、MJO反馈机制以及对亚洲季风降水影响的示意图。
图2 基于复杂网络分析的IOD早期预警信号预警技巧及其与模式预测的对比。
相关论文发表情况：
Lu Z., W. Dong, B. Lu, et al., 2022: Early warning of the Indian Ocean Dipole using climate network analysis. The Proceedings of the National Academy of Sciences, 119, e2109089119. (第一资助)
Sasikumar K., D. Nath, X. Wang, et al., 2022: Recent enhancement and prolonged occurrence of MJO over the Indian Ocean and their impact on Indian summer monsoon rainfall. Climate Dynamics, 59, 2585-2598. (第一资助)