DOI: https://doi.org/10.5194/wcd-7-1-2026
تاريخ النشر: 2026-01-05
المؤلف: Ankur Srivastava وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغير المناخ والنماذج
نظرة عامة
في عامي 2021 و2022، شهد المحيط الهندي ظروفًا سلبية ملحوظة لنمط القطب الهندي (nIOD)، حيث كانت حدث 2022 هو الأقوى المسجل. ظل مؤشر نمط القطب سالبًا لمدة 19 شهرًا غير مسبوقة، مما يمثل أول حدوث لظاهرة nIOD متعددة السنوات، والتي تزامنت مع حدث لا نينا ثلاثي القطب من 2020 إلى 2022. تبحث هذه الدراسة في الديناميات الكامنة وراء هذا الحدث المطول لـ nIOD، مع تسليط الضوء على دور الشذوذ المستمر في الرياح الغربية في المحيط الهندي الاستوائي (TIO) الذي بدأ في صيف 2021 واستمر خلال 2022.
تحدد الدراسة أن هذه الشذوذات في الرياح الغربية، التي تتميز بتكرار غير عادي ومدة طويلة من انفجارات الرياح الغربية (WWBs)، كانت على الأرجح متأثرة بالظروف السائدة لـ لا نينا والكونفكشن الشاذة في شرق TIO بسبب التذبذبات الاستوائية داخل الموسم. أدت التغيرات الناتجة في التيارات الزونالية وطرادات ويرتكي، إلى جانب نقل الحرارة والكتلة، إلى انخفاض في الطبقة الحرارية في شرق TIO، مما حافظ على ظروف nIOD. ومن الجدير بالذكر أن الرياح الغربية الشاذة في ربيع 2022 عملت كجسر بين حدثين nIOD، مما ساهم في تمديد مدتهما. أثر هذا النمط المطول لـ nIOD في النهاية على موسم الأمطار الصيفي الهندي، مما منع هطول الأمطار المفرطة من خلال مواجهة تأثيرات تعزيز الأمطار لدورة ووكر مع هبوط شاذ فوق الهند مرتبط بدورة هادلي الإقليمية المعدلة بواسطة nIOD.
مقدمة
يعد القطب الهندي (IOD) ظاهرة مهمة في المحيط-الغلاف الجوي تتميز بوجود قطب زونالي في درجة حرارة سطح البحر (SST) عبر المحيط الهندي. تُعرف أحداث القطب السلبية (nIOD)، التي تتميز بدرجات حرارة سطح البحر الدافئة في شرق المحيط الهندي ودرجات حرارة سطح البحر الأكثر برودة في الغرب، بأنها تقمع هطول الأمطار في موسم الأمطار الصيفي الهندي (ISMR) ويمكن أن تؤدي إلى الجفاف في شرق إفريقيا بينما تعزز هطول الأمطار في مناطق مثل إندونيسيا وأستراليا. يقيس مؤشر نمط القطب (DMI) ظروف IOD، وتسلط الدراسة الضوء على حدث nIOD القوي الذي حدث من سبتمبر إلى نوفمبر 2022، والذي كان واحدًا من أكثر الأحداث كثافة على الإطلاق، واستمر لمدة 19 شهرًا – وهي مدة غير مسبوقة منذ عام 1960.
تزامن هذا الحدث nIOD مع حدث لا نينا ثلاثي القطب، وهو حدث نادر له آثار على أنماط هطول الأمطار في الهند. تهدف الدراسة إلى استكشاف ديناميات هذا الحدث المطول لـ nIOD وعلاقته بظروف لا نينا، لا سيما كيف يمكن أن تؤثر على ISMR. تشير النتائج إلى أن التفاعل بين دورة ووكر الزونالية المعززة المرتبطة بـ لا نينا وتأثيرات nIOD القمعية يمكن أن يفسر الشذوذات في هطول الأمطار التي لوحظت خلال هذه الفترة. تؤكد الأبحاث على تزايد تكرار أحداث لا نينا المتتالية وإمكاناتها لتفاقم المخاطر المناخية المرتبطة بأحداث IOD في مناخ دافئ.
الطرق
تستخدم الأبحاث مجموعة شاملة من مجموعات البيانات الملاحظة لتحليل درجات حرارة سطح البحر (SST) والظواهر المحيطية ذات الصلة. تشمل المصادر الرئيسية درجة حرارة سطح البحر المعاد بناؤها الممتدة (ERSST، الإصدار 5)، ودرجة حرارة سطح البحر بالتداخل الأمثل (OISST، الإصدار 2.1)، ومجموعة بيانات مركز هادلي للثلج البحري ودرجة حرارة سطح البحر (HadlSST). بالإضافة إلى ذلك، يتم الحصول على ملفات تعريف درجة حرارة المحيط من نظام تجميع بيانات المحيط العالمي (GODAS) التابع للمراكز الوطنية للتنبؤ البيئي (NCEP)، والذي يسهل أيضًا حساب عمق خط الحرارة 20 درجة مئوية. يتم اشتقاق تقديرات تيارات المحيط القريبة من السطح من مجموعة بيانات تحليل تيار السطح المحيطي في الوقت الحقيقي (OSCAR)، بينما يتم الحصول على ملفات تعريف درجة الحرارة الشهرية من مجموعة بيانات MOAA GPV.
لتقييم التأثيرات الجوية، يتم استخراج الرياح الزونالية والعمودية اليومية من إعادة تحليل ECMWF من الجيل الخامس (ERA5)، وتستخدم بيانات مؤشر التذبذب الجنوبي (SOI) للفترة من 1991-2022 لأخذ التغيرات المناخية في الاعتبار. تتضمن الدراسة أيضًا مؤشر نينو 3.4 النسبي للتخفيف من آثار الاحترار العالمي. علاوة على ذلك، يتم تضمين مراحل وأمواج المراقبة لموجة مادن-جوليان (MJO) والتذبذب الموسمي الصيفي الشمالي (BSISO)، جنبًا إلى جنب مع بيانات شذوذ مستوى سطح البحر اليومية من قياسات الأقمار الصناعية. يتم تحديد أحداث انفجار الرياح الغربية (WWB) في المحيط الهندي باستخدام منهجية محسّنة تعتمد على رياح ERA5 الزونالية، مع التركيز على معايير محددة لتصنيف الأحداث لضمان الاستقلالية بين الحدوث.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يوضح نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على اتجاهات البيانات المهمة، والتحليلات الإحصائية، وأي علاقات ملحوظة بين المتغيرات. غالبًا ما يتم توضيح النتائج من خلال الجداول أو الرسوم البيانية أو الأشكال، التي توفر تمثيلات بصرية للبيانات لتعزيز الفهم.
بالإضافة إلى ذلك، قد يناقش القسم آثار هذه النتائج فيما يتعلق بالفرضيات المطروحة في بداية البحث. من الضروري أن يتم تقديم النتائج بوضوح، مما يسمح بتفسير سهل ومقارنة مع الأدبيات الموجودة. بشكل عام، يعمل هذا القسم كأساس للنقاش اللاحق، حيث سيتم استكشاف آثار وملاءمة النتائج بشكل أكبر.
النقاش
يسلط قسم النقاش في ورقة البحث الضوء على الدور المهم للشذوذات في الرياح الغربية الاستوائية، لا سيما خلال أحداث القطب الهندي السلبية (nIOD)، في التأثير على الظروف المحيطية والغلاف الجوي في المحيط الهندي الاستوائي (TIO). تكشف التحليلات أن حدث nIOD من 2021-2022 تميز بشذوذات مستمرة غير مسبوقة في الرياح الغربية، التي بدأت في منتصف عام 2021 واستمرت حتى أواخر عام 2022. كان هذا الحدث فريدًا لأنه يمثل أول nIOD متعدد السنوات منذ الستينيات، تزامنًا مع مرحلة لا نينا المطولة. تؤكد الدراسة أن توقيت وشدة انفجارات الرياح الغربية (WWBs) كانت حاسمة، حيث ساهمت الحوادث القياسية في عام 2021 في حدوث شذوذات كبيرة في محتوى الحرارة واستمرار ظروف nIOD.
علاوة على ذلك، وُجد أن التفاعل بين لا نينا، وموجة مادن-جوليان (MJO)، والتذبذب الموسمي الصيفي الشمالي (BSISO) يعزز من تكرار وقوة WWBs، مما يدعم الحفاظ على ظروف nIOD. تشير النتائج إلى أن حالة الخلفية لـ لا نينا سهلت حدوث WWBs، حيث تزامنت العديد من الأحداث مع فترات من الظروف القوية لـ لا نينا. تختتم الدراسة بأن استدامة حدث nIOD متعدد السنوات كانت نتيجة لتفاعلات معقدة بين هذه الظواهر الجوية، التي لم تؤثر فقط على الظروف المحيطية ولكن كان لها أيضًا آثار على أنماط هطول الأمطار في موسم الأمطار الصيفي الهندي، مما يبرز الإمكانية لحدوث أحداث متطرفة مركبة استجابةً لتغيرات المناخ.
DOI: https://doi.org/10.5194/wcd-7-1-2026
Publication Date: 2026-01-05
Author(s): Ankur Srivastava et al.
Primary Topic: Climate variability and models
Overview
In the years 2021 and 2022, the Indian Ocean experienced significant negative Indian Ocean Dipole (nIOD) conditions, with the 2022 event being the strongest recorded. The dipole mode index remained negative for an unprecedented 19 months, marking the first occurrence of a multiyear nIOD, which coincided with a triple-dip La Niña event from 2020 to 2022. This study investigates the dynamics underlying this prolonged nIOD event, highlighting the role of persistent westerly wind anomalies in the tropical Indian Ocean (TIO) that began in the summer of 2021 and continued through 2022.
The study identifies that these westerly wind anomalies, characterized by an unusual frequency and duration of westerly wind bursts (WWBs), were likely influenced by the prevailing La Niña conditions and anomalous convection in the eastern TIO due to tropical intra-seasonal oscillations. The resulting changes in zonal currents and Wyrtki jets, alongside heat and mass transfer, led to a depression of the thermocline in the eastern TIO, thereby sustaining nIOD conditions. Notably, the anomalous westerly winds in spring 2022 acted as a bridge between two nIOD events, contributing to their extended duration. This prolonged nIOD ultimately impacted the Indian summer monsoon, preventing excessive rainfall by counteracting the monsoon-enhancing effects of the Walker circulation with anomalous subsidence over India linked to the nIOD-modulated regional Hadley circulation.
Introduction
The Indian Ocean Dipole (IOD) is a significant ocean-atmosphere phenomenon characterized by a zonal dipole in sea-surface temperature (SST) across the Indian Ocean. Negative IOD (nIOD) events, marked by warm SSTs in the eastern Indian Ocean and cooler SSTs in the west, are known to suppress Indian Summer Monsoon Rainfall (ISMR) and can lead to droughts in East Africa while enhancing rainfall in regions like Indonesia and Australia. The dipole mode index (DMI) quantifies IOD conditions, and the study highlights the strong nIOD event that occurred from September to November 2022, which was one of the most intense on record, lasting for 19 months—an unprecedented duration since 1960.
This nIOD event coincided with a triple-dip La Niña, a rare occurrence that has implications for rainfall patterns in India. The study aims to explore the dynamics of this prolonged nIOD event and its relationship with the La Niña conditions, particularly how they may have influenced ISMR. The findings suggest that the interplay between the enhanced zonal Walker circulation associated with La Niña and the suppressive effects of nIOD conditions could explain the observed rainfall anomalies during this period. The research underscores the increasing frequency of consecutive La Niña events and their potential to exacerbate climate risks associated with IOD events in a warming climate.
Methods
The research employs a comprehensive array of observational datasets to analyze sea surface temperatures (SST) and related oceanographic phenomena. Key sources include the Extended Reconstructed Sea Surface Temperature (ERSST, Version 5), the Optimum Interpolation Sea Surface Temperature (OISST, version 2.1), and the Hadley Centre Sea Ice and Sea Surface Temperature dataset (HadlSST). Additionally, ocean temperature profiles are sourced from the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) Global Ocean Data Assimilation System (GODAS), which also facilitates the computation of the depth of the 20 °C isotherm. Near-surface ocean current estimates are derived from the Ocean Surface Current Analysis Real-time (OSCAR) dataset, while monthly temperature profiles are obtained from the MOAA GPV dataset.
To assess atmospheric influences, daily zonal and meridional winds are extracted from the fifth-generation ECMWF reanalysis (ERA5), and the Southern Oscillation Index (SOI) data for 1991-2022 is utilized to account for climatic variability. The study also incorporates the relative Niño 3.4 index to mitigate the effects of global warming. Furthermore, the observational phases and amplitudes of the Madden-Julian Oscillation (MJO) and Boreal Summer Intraseasonal Oscillation (BSISO) are included, alongside daily sea level anomaly data from satellite altimetry. The identification of westerly wind burst (WWB) events in the Indian Ocean is conducted using a refined methodology based on ERA5 zonal winds, focusing on specific criteria for event classification to ensure independence between occurrences.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It details the outcomes of the study, highlighting significant data trends, statistical analyses, and any observed relationships between variables. The results are often illustrated through tables, graphs, or figures, which provide visual representations of the data to enhance understanding.
Additionally, the section may discuss the implications of these findings in relation to the hypotheses posed at the outset of the research. It is crucial that the results are presented clearly, allowing for straightforward interpretation and comparison with existing literature. Overall, this section serves as a foundation for the subsequent discussion, where the implications and relevance of the findings will be further explored.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant role of equatorial westerly wind anomalies, particularly during negative Indian Ocean Dipole (nIOD) events, in influencing oceanic and atmospheric conditions in the tropical Indian Ocean (TIO). The analysis reveals that the 2021-2022 nIOD event was characterized by unprecedented persistent westerly wind anomalies, which began in mid-2021 and continued through late 2022. This event was unique as it marked the first multi-year nIOD since the 1960s, coinciding with a prolonged La Niña phase. The study emphasizes that the timing and intensity of westerly wind bursts (WWBs) were critical, with record occurrences in 2021 contributing to significant heat content anomalies and sustained nIOD conditions.
Furthermore, the interplay between La Niña, the Madden-Julian Oscillation (MJO), and the Boreal Summer Intra-seasonal Oscillation (BSISO) was found to enhance the frequency and strength of WWBs, thereby supporting the maintenance of nIOD conditions. The findings suggest that the La Niña background state facilitated the occurrence of WWBs, with many events aligning with periods of strong La Niña conditions. The study concludes that the multi-year nIOD event’s sustenance was a result of complex interactions among these atmospheric phenomena, which not only influenced oceanic conditions but also had implications for the Indian Summer Monsoon rainfall patterns, highlighting the potential for compound extremes in response to changing climatic conditions.