印度，被很多人称为“天选之地”，拥有着广袤的平原和肥沃的土地，北部喜马拉雅山脉挡住了来自亚欧大陆的大部分冷空气。从印度洋扑面而来的印度季风（西南季风），给印度带来了全年高温，旱季雨季分明的气候特点。

然而作为亚洲季风系统重要组成部分的印度季风并不温柔，它到来和退却的时间以及强度很不稳定。虽然印度季风通过大规模水汽输送为印度半岛贡献了超过70%的年降水，并深刻影响整个东亚地区的水文状况，但同时也造成了印度半岛经常会遭受水旱灾害。

虽然过往大量研究表明，厄尔尼诺现象与现代印度季风（ISM）的气候灾害尤其是干旱有着紧密关联。但是一些研究和观测显示，即使在非厄尔尼诺年份，ISM的随机变率也可能导致印度半岛遭遇干旱。这背后有什么其他原因吗？中国科学院地球环境研究所“极端气候事件及影响”团队几年前对这一现象展开研究，结果发现，印度半岛的“水深火热”可能与千万里之外的北大西洋以及太平洋海温遥遥相关。近期这一研究成果发表在《创新-地球科学》上。

“南方吹来的风”和我国气候关系密切

“整个地球的季风系统是一个密切相关的整体。”中国科学院地球环境研究所“极端气候事件及影响”团队负责人、论文共同通讯作者谭亮成研究员告诉《中国科学报》，在与我国密切相关的亚洲季风系统中，分为印度季风和东亚季风两个子系统。这两个子系统之间有着密切的关系，印度季风的变化会直接影响东亚季风。东亚季风中的一支西南气流，其中就有印度季风从孟加拉湾带来的水汽进入我国云南省，向北甚至可以抵达华北地区，对我国南方地方气候影响很大。

谭亮成进一步解释说，有研究认为我国南方超过一半的水汽都是从印度季风而来，印度季风的变化甚至常常与我国华北地区的降水变化同步。

这篇论文的第一和通讯作者，是来自中国科学院地球环境研究所PIFI（中国科学院国际人才计划）客座研究员、美国加州州立大学的Ashish Sinha教授。他是一位美籍印度裔学者，一直关注印度季风的历史变化规律。“我和谭亮成教授是认识很久的好朋友，开展了多项合作研究工作。” Ashish Sinha说。

这次合作始于大数据、人工智能新技术迅猛发展背景下古气候学的创新思考。“我们的研究基于把过去两千年来全球水文气候场和相应的大气-海洋状态相关指数整合在一起的古水文动力同化数据集。” Ashish Sinha介绍说。

两位研究者联合了国内外多位同行，从这套古水文数据集中拿出印度部分的内容进行分析检验。“主要是探讨印度季风干旱变化背后的驱动机制，它与厄尔尼诺-南方涛动以及其他海-气耦合系统之间的关系。”谭亮成说。

传统观点认为是厄尔尼诺导致了印度半岛的干旱，但从这次的数据集里发现，事实并不完全是这样。厄尔尼诺引起的干旱只占到印度半岛干旱灾害成因的一半，其余成因尤其是一些“黑天鹅”干旱事件与大西洋有关，也就是“遥相关”。

谭亮成解释说，印度半岛约42%的非厄尔尼诺干旱与北大西洋海面温度的冷异常有关，这表明高纬地区气候因素在影响印度季风变异中也起着关键作用。“大西洋的变化通过大气和海洋环流影响着整个亚洲地区乃至全球的气候变化。”

据谭亮成介绍，他们在研究中还发现了过去千年厄尔尼诺与印度半岛干旱关系的不稳定性。厄尔尼诺的影响在15%到80%之间波动。这一发现也改变了现在普遍认为的以厄尔尼诺为中心的干旱成因模式。

“慢工出细活” 足迹遍布多国

这项研究成果，虽然不算太“惊天动地”，但是对谭亮成和他的团队来说，却有着特别的意义。

“在我们古气候界很少把过去千年的印度季风和其他季风系统以及全球气候系统之间的关系放在这么精细的角度去看。”谭亮成说，更为关键的是，这次的成果验证了这套古水文同化数据集的可靠性。由于该产品内的数据是格点式分布，因此可以从时间和空间角度观察极端气候事件的演变情况，这一点对今后的研究来说非常重要。

谭亮成的研究区域很广泛，他的主要研究方向是石笋古气候，从世界各地特别是一带一路地区的石笋来分析历史过往的气候环境情况。

今年4月，谭亮成带领团队对采自中亚国家吉尔吉斯斯坦的石笋样品进行了研究。通过集成石笋氧、碳同位素和微量元素比值等指标，成功构建了过去7800年中亚西部地区年代准确的高分辨率水文气候记录。研究结果显示，自中全新世以来，中亚西部地区呈现出逐渐变干的趋势。这一结果不仅与当地考古遗址数量的减少相一致，也与冬季降水主导的西亚和东地中海地区的石笋、湖泊和泥炭等地质生物记录中指示的降水减少现象相符。最终这项成果发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上，PNAS同期以“全新世西风急流动力学与区域水文气候屏障”进行了亮点评述。这是谭亮成时隔5年后再次在PNAS上发表研究成果。

这次关于印度季风的成果，团队成员都觉得完成了一项很“漂亮”的工作，应该会发在比较权威的期刊上，但没想到却意外遭遇了挫折。

团队首先将论文投给了一家顶刊的子刊，但由于这项成果涉及到数理、古气候和大气等多学科，期刊一开始没有找到合适的审稿人，之后的审稿人在专业上又有比较明显的壁垒，直接导致二审后团队的这篇论文被拒。

谭亮成介绍说，现在业内很多关于印度季风和厄尔尼诺的相关研究，都是基于过去百年的数据记录，在这个短时期内很难把握到气候规律的全貌。应该把研究尺度拉长，才能窥探到气候变化的真正状态。“就像认识一个人不能只看他现在的生活状态，他现在的状态是由从小到大的各种经历所构成，对气候变化我们也应该放到更长的尺度上去认识。”

团队后来又换了一家顶刊投稿，但还是遇到了同样的问题，时间拖得也有点久，找审稿人就找了快三个月。“我们不想折腾了。”谭亮成说。最终团队联系到一家领域内的新锐期刊《创新-地球科学》，成功发表。

研究石笋古气候多年，谭亮成团队的足迹遍布中亚、东南亚、南亚乃至非洲的很多人迹罕至区域，有时甚至面临着危险境地。有一次，谭亮成和团队在斯里兰卡做完研究回到国内没多久，他们居住在该国首都科伦坡的酒店就遭遇了恐怖袭击，现在想起来仍然觉得后怕。

虽然发表的论文数量不算多，但谭亮成对自己团队完成的几项有创新性的工作比较满意。“我们在一些无人涉足的空白地区，比如马来半岛、巴基斯坦和斯里兰卡等地的研究，对理解亚洲季风气候系统起到了重要作用。”谭亮成介绍。

另一个让他欣慰的内容是团队将石笋的相关工作做到了可以和器测记录进行对比的年代际，甚至年和季节时间尺度，并从石笋中开发更多反映人类活动的指标。“目前这方面工作我们一直在持续，后面会相继有一些成果发表出来。”谭亮成说。

过去千年印度季风干旱历史及其远程联系。（课题组供图）

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团队和Ashish Sinha教授（右一）进行讨论。（课题组供图）

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