印度洋与太平洋年代际振荡对全球极端干旱的增强机制研究

本研究针对21世纪全球极端干旱事件频发且范围扩大的问题，通过分析scPDSI和SPEI指数，揭示了印度洋偶极子(IOD)和太平洋年代际振荡(PDO)通过年代际调制振荡(DMO)对干旱的驱动机制。研究人员发现2011-2021年极端干旱面积比例升至3.23%，并首次量化了IOD(36%)和PDO(30%)的主导贡献，为预测SSP5-8.5情景下澳大利亚等地区干旱风险提供了科学依据。

　　

近年来，全球范围内极端干旱事件频发，2016和2021年更是创下历史纪录，导致农业损失惨重，发展中国家饥荒加剧。这些干旱不仅破坏生态系统，还引发连锁反应——野火肆虐、植被生产力下降、人类健康受损。但令人困惑的是，单纯用人为气候变暖无法完全解释干旱的时空分布规律，这表明自然气候变率可能在其中扮演关键角色。

兰州大学大气科学学院的研究团队在《iScience》发表的研究，首次系统揭示了海洋年代际振荡对全球极端干旱的调控机制。通过分析1951-2021年的scPDSI（自校准帕尔默干旱指数）和SPEI（标准化降水蒸散发指数）数据，结合CMIP6模型预测，发现近年干旱面积扩大是长期人为趋势与自然年代际振荡"同相位叠加"的结果。

研究采用集合经验模态分解(EEMD)分离气候信号，建立海洋指数与干旱面积的回归模型，并运用蒙特卡洛检验进行显著性分析。关键发现包括：

空间和时间变异性

2011-2021年全球极端干旱面积比例达3.23%，较1951-2010年的2.21%显著上升。澳大利亚、北美西部等农业区成为热点区域，2016和2021年分别出现4.80%和4.78%的峰值覆盖。

历史时期DMO的影响

IOD和PDO共同主导的DMO解释了91%的年代际干旱面积变化。正相位时，澳大利亚和西伯利亚出现500 hPa位势高度正异常和低层反气旋，抑制降水形成。特别是澳大利亚还伴随热带水汽输送中断，形成"DMO+人为强迫"的复合干旱机制。

未来情景预测

在SSP5-8.5情景下，澳大利亚等35个气候区的DMO将持续增强。叠加人为变暖后，这些区域极端干旱风险将显著升高，其中澳大利亚因农业集中而面临更严峻挑战。

该研究突破性地量化了海洋振荡对干旱的贡献（IOD 36%，PDO 30%），建立了"海-气-旱"关联模型，为干旱预警提供了新视角。研究者建议通过减排和植树造林双管齐下，既控制蒸发又增强水循环，以应对自然变率与人为变暖的双重压力。值得注意的是，CMIP6模型对自然变率的模拟能力仍有局限，未来需进一步发展耦合模式以提高预测精度。