2022年中国平均温度除冬季外，春季、夏季和秋季温度均为有观测记录以来的最高值。2022年夏季，除东北部分地区外，中国大部分地区高温异常且降水异常偏少，其中高温异常的大值区位于长江中下游地区（程浩秋等，2023; 李莹等，2023; 尹泽疆等，2023）。长江中下游地区此次高温异常事件不仅综合强度偏强，且持续时间长，给当地人民的生活和身体健康、社会经济发展、能源需要和生态环境等均造成了严重的影响（孙博等，2023）。

长江中下游地区夏季温度异常和ENSO存在密切联系。ENSO是热带太平洋重要的海气耦合现象。ENSO在冬季达到盛期，主要表现为赤道中东太平洋暖海温异常、西太平洋冷海温异常，对西太平洋海温异常的Rossby波响应使得西北太平洋地区反气旋环流异常，该反气旋环流异常可持续至初夏，增强了西太平洋副热带高压（以下简称副高）（Wang et al.，2000）; 同时，该反气旋环流异常东侧的东北风异常增强了该地区的东北信风，蒸发增强，维持了西北太平洋地区的海温负异常（Xie and Philander，1994）和反气旋环流异常（Wang et al.，2013; Hsu et al.，2014），使得副高在盛夏得以维持。副高是长江中下游地区夏季温度异常的重要影响因子（张尚印等，2005; Tang et al.，2021）。

长江中下游夏季高温异常还受到印度洋海温异常的影响。El Niño事件可引起印度洋海盆尺度增暖（Alexander et al.，2002; Xie et al.，2009），这种增暖在春季达到极值，并能通过海气相互作用一直维持到夏季（Du et al.，2009），对夏季副高具有显著影响（Yang et al.，2010）。印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole，IOD）是印度洋重要的海气耦合现象（Saji et al.，1999; Webster et al.，1999）。IOD可通过影响东亚大气环流异常调节东亚地区气候异常（Guan and Yamagata，2003; Weng et al.，2011; Qiu et al.，2014; Zhang et al.，2022；陈业雁等，2024）。

2022年热带太平洋海温异常表现出La Niña事件的空间分布型（孙博等，2023; Zheng et al.，2023），热带印度洋海温异常则表现出负位相的IOD事件空间分布型（https://www.weatherzone.com.au/news/the-2022-negative-iod-is-over/968128）。尽管孙博等（2023）研究认为2022年夏季La Niña事件通过影响东亚-太平洋型遥相关（East Asian-Pacific teleconnection，EAP; Huang and Li，1987; Nitta，1987）来影响长江中下游地区高温异常，但是2022年La Niña事件和负位相IOD事件对此次高温异常的协同影响机制是什么尚不清楚。热带印度洋-太平洋海温异常在此次高温事件中的贡献如何亦不明确。本文将围绕上述问题展开，试图揭示相关物理机制并定量揭示出热带印度洋-太平洋海温异常在此次事件中的贡献，从而为深刻理解、监测和预测长江中下游地区的高温异常事件提供科学依据和线索。

1 资料和方法

本文采用NCEP/NCAR的2 m气温、位势高度场和风场资料，水平分辨率为2.5°×2.5°（Kalnay et al.，1996）; 还选用了ERSST v5的海表温度资料，水平分辨率为2°×2°（Huang et al.，2017）。因为长江中下游温度、热带太平洋海表温度和热带印度洋海表温度均存在长期的变化趋势（林昕和管兆勇，2008; Xu et al.，2021; 孙博等，2023; Zhang et al.，2023），所以除了分析中国东部夏季平均温度的气候平均及标准差（图1a）外，其余分析均利用一元线性回归方法滤除了长期变化趋势、IOD和ENSO信号。本文将原始场减去扣除了IOD和ENSO信号后的变量场记为IOD和ENSO事件对变量的影响。

为了验证2022年夏季热带印度洋-太平洋海温异常对长江中下游地区高温异常协同影响的物理机制及贡献，本文利用大气环流模式CAM6（Community Atmosphere Model version 6; Bogenschutz et al.，2018），设计了控制试验以及与热带太平洋-印度洋海温异常相联系的敏感性试验。CAM6是NCAR CESM（Community Earth System Model）2.1.3的大气分量，选用的水平分辨率为1.9°×2.5°（f19_g16），垂直方向为32层垂直分层，选用的compset为F2000climo。第3节详细介绍了模式设计方案。

2 2022年夏季长江中下游地区高温异常特征

中国东部气候平均的温度（图1a）显示，中国东部夏季平均温度空间分布很不均匀，中国东部的中东部地区温度高于西部地区，平均温度的大值区位于两广地区的南部和115°E附近，极大值（超过27℃）位于湖北南部、湖南东部、江西和两广大部分地区。中国东部夏季温度标准差的空间分布亦很不均匀，呈南低北高、由南向北增大的空间分布特征，长江中下游地区的温度年际变率大于0.8℃。

中国东部夏季2022年滤除趋势后的温度异常空间分布（图1b）显示，除中国东部地区的南部、西北部和东北部部分地区为温度负异常外，其余大部分地区为温度异常偏暖。长江中下游地区（图1b中矩形框区域）为温度正异常的大值区，大部分地区温度距平超过1.4℃，极大值超过1.8℃（位于河南和湖北两省交界处的西侧）。总体来说，中国东部地区2022年夏季温度异常空间分布不均匀，呈南北低、中间高、由南北两侧向中间递增的空间分布特征。由长江中下游地区去除趋势的区域平均温度异常时间序列（图1c）可知，长江中下游地区的温度异常存在显著的年际变化，2022年夏季长江中下游地区温度异常为1.52℃，为近40年来温度最高的年份。

3 热带印度洋-太平洋海温异常的贡献

2022年夏季热带中东太平洋海温负异常、西太平洋海温正异常（图2a），表现出La Niña事件的空间分布型（孙博等，2023; Zheng et al.，2023）；热带西印度洋海温负异常、热带东南印度洋海温正异常，为负位相的IOD事件（Saji et al.，1999）。ENSO和IOD事件均可通过独立或协同作用影响东亚地区大气环流异常，进而调节东亚地区的气候异常（江丽俐等，2009; Xu et al.，2016）。因此下面将分析分别滤除IOD、ENSO信号及同时滤除IOD和ENSO信号的中国东部地区温度异常的空间分布，并揭示热带太平洋-印度洋海温异常对2022年夏季长江中下游地区高温异常起的贡献。

分别滤除IOD、ENSO信号及同时滤除IOD和ENSO信号后，中国东部温度异常亦呈现南北低、中间高的空间分布特征，且温度正异常大值区仍位于长江中下游地区，温度异常的大值区并未发生显著变化，只是强度有所减弱（图2b—d）。滤除IOD信号后，2022年夏季长江中下游地区大部分地区温度异常超过1.2℃（图2b），区域平均的长江中下游温度距平滤除IOD信号后为1.23℃（图1c），较未滤除IOD信号的温度异常低0.29℃。滤除ENSO信号后，长江中下游区域平均温度距平为1.37℃（图1c），较未滤除ENSO信号的温度异常低0.15℃。同时滤除IOD和ENSO信号后，长江中下游地区大部分地区温度异常超过1℃（图2d），长江中下游区域平均温度距平为1.13℃（图1c），较未滤除IOD和ENSO信号的温度低0.39℃，即2022年的IOD和ENSO事件对长江中下游夏季高温异常所作贡献为25.66%。进一步分析发现，若仅考虑IOD和ENSO的影响，长江中下游大部分地区温度异常偏高0.4~0.6℃（图2e）。

为了验证2022年夏季热带印度洋-太平洋海温异常在长江中下游高温异常中的作用，使用大气环流模式CAM6设计了一组控制试验，利用6—8月气候平均的海温场强迫模式从6月开始积分3 mon; 另一组为敏感性试验，将2022年6—8月平均的热带印度洋-太平洋[40°E~90°W，25°S~25°N]（图2a中洋红色矩形框区域）海温异常叠加在气候平均6—8月逐月的海温场上强迫模式从6月开始积分3 mon。控制试验和敏感性试验各有15个成员，每个成员的初始条件略微存在差异，将敏感性试验和控制试验6—8月夏季平均的集合平均结果进行差值合成分析，以验证通过观测资料所得结论。图2f为敏感性试验和控制试验的差值合成结果，可以发现模拟的2022年夏季热带印度洋-太平洋海温异常对长江中下游地区高温异常的影响与观测结果（图2e）较为接近，长江中下游大部分地区温度异常超过0.2℃。

4 物理机制

2022年夏季热带中东太平洋冷海温异常（图2a），大气的Rossby波响应在西太平洋对流层低层沿赤道存在一对反气旋环流异常（Mastuno，1966; Gill，1980），并增强了副高（Wang et al.，2000）。而热带东南印度洋的暖海温异常（图2a），则通过Mastuno-Gill响应在对流层低层孟加拉湾和南印度洋产生一对气旋式环流异常，并通过Kelvin波响应在热带西太平洋产生东风异常，这样的东风异常亦有利于增强副高（图3a）。对流层高层热带太平洋西风异常（图3b）是高层大气对热带中东太平洋冷海温异常的响应（Gill，1980）。热带中东印度洋低层西风异常（图3a）、高层东风异常（图3b）是大气对负位相IOD事件的响应（Saji et al.，1999）。

仅考虑IOD和ENSO的影响可以发现，对流层低层热带太平洋为东风异常，热带中东印度洋为西风异常，西北太平洋为反气旋环流异常，且沿赤道中东印度洋在孟加拉湾和南印度洋处存在一对气旋式环流异常（图3c）。对流层高层，热带太平洋为西风异常，热带印度洋为东风异常（图3d）。比较2022年去趋势的环流异常和仅考虑IOD和ENSO影响的环流异常，可以发现IOD和ENSO的协同影响对大气环流异常的影响在型态上与异常场相似，只是在强度上偏弱。上述分析表明，热带印度洋-太平洋海温异常可以通过影响副高从而有利于长江中下游地区高温异常事件的发生。

2022年夏季La Niña事件引起赤道中太平洋低层异常辐散（图4a）、高层异常辐合（图4b），海洋性大陆区域低层辐合（图4a）、高层辐散（图4b）。我们注意到，长江中下游地区至西北太平洋地区为低层辐散、高层辐合（图4a、b）。这样的环流异常有利于长江中下游地区受异常下沉气流控制，对流活动受到抑制，接收的太阳辐射偏多，亦有利于长江中下游地区高温异常事件的发生。另一方面，IOD负位相事件亦可引起热带西印度洋低层辐散、高层辐合，并有利于海洋性大陆区域的低层辐合、高层辐散（图4a、b），这也有利于长江中下游地区至西北太平洋的异常下沉运动，并维持副高的异常偏强。而IOD和ENSO对速度势和辐散风的协同影响（图4c、d）与2022年夏季异常场相似。

5 结论和讨论

利用NCEP/NCAR再分析资料、ERSST v5海表温度资料和大气环流模式，分析了2022年夏季热带印度洋-太平洋海温异常对长江中下游地区高温事件的影响机理及相对贡献，得到以下结论:

1）2022年夏季，长江中下游地区温度为近40年来最高，区域平均温度异常为1.52℃。在此次高温事件中，长江中下游地区高温异常的空间分布很不均匀，温度正异常的极大值位于河南和湖北两省交界处的西侧。

2）此次高温异常事件受La Niña和负位相IOD事件的共同影响，分别扣除ENSO信号和IOD信号后，长江中下游地区的温度异常分别为1.23和1.37℃。而同时扣除ENSO和IOD信号后，长江中下游地区的温度异常为1.13℃，即热带印度洋和太平洋海温异常对长江中下游夏季高温异常的贡献为25.66%。

3）大气对La Niña事件的Mastuno-Gill响应引起长江中下游地区至西北太平洋地区反气旋环流异常，而负位相的IOD事件亦可通过增强海洋性大陆区域的东风异常增强副高。而副高的增强则维持了长江中下游地区的异常下沉运动，有利于高温事件的发生。

中国东部地区的夏季温度异常具有很强的局地性（林昕和管兆勇，2008），2022年夏季长江中下游地区的高温异常是否各个地区的影响因子的贡献各不相同?IOD可通过“三边型”机制影响中国东部气候异常（Guan and Yamagata，2003），那么2022年夏季IOD事件是否亦可通过此机制影响长江中下游地区的高温事件?上述问题均值得未来进行深入研究。

参考文献