印度夏季风（西南季风）是亚洲季风系统的重要组成部分，每年6月左右季风爆发，通过大规模水汽输送为印度半岛贡献超过70%的年降水，并深刻影响整个东亚地区的水文状况。然而，季风环流的异常波动会引起旱灾、洪涝及其他极端气候事件，影响数亿人的生活和生计。目前，素有“印度硅谷”之称的卡纳塔克邦班加罗尔市，正面临数十年来最严重的干旱，威胁着近2000亿美元的IT产业。
尽管大量研究揭示了厄尔尼诺现象与现代印度夏季风（ISM）干旱的紧密关联，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次大陆遭遇干旱。然而，受限于观测资料的时间长度，非厄尔尼诺年导致ISM衰退的具体机制仍不甚清楚。特别是，历史记录显示过去千年中曾出现多个持续十年至数十年的严重ISM干旱事件，这在仪器测量记录中前所未见。这些大规模干旱是否是ISM的固有特征？其背后确切的物理机制及与ENSO关系的稳健性如何？仍有待进一步探究。
近期，中国科学院地球环境研究所“极端气候事件及影响”团队（EXCEIS）联合国内外同行，利用古水文动力同化数据集(PHYDA)，探究了过去千年ISM干旱的演变特征及其与全球海温模式的遥相关。数据同化结果准确识别了若干“黑天鹅”干旱事件（持续三年及以上，罕见但社会影响深远的干旱），并发现这些事件主要集中在十年到数十年的间隔内，造成了严重的饥荒和社会经济危机，且与历史记录高度吻合。例如，1780-1810年间至少发生了11次干旱事件，其中6次集中在1782-1792年间，包括毁灭性的查利萨饥荒和多吉巴拉饥荒。
进一步的多锥度-奇异值分解（MTM-SVD）分析表明，这些干旱发生在厄尔尼诺和非厄尔尼诺条件下，其中厄尔尼诺干旱占所有事件的约49%。值得注意的是，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夏季风变异中也起着关键作用。研究还揭示了过去千年厄尔尼诺与干旱关系的并不稳定，其影响在15%到80%之间波动。这一发现挑战了现有的以厄尔尼诺为中心的干旱成因模式，揭示气候系统中更为复杂的多维交互作用，包括北大西洋涛动及其他海温模态的影响。
这一研究强调了将高纬地区海表温度的影响纳入未来印度夏季风变异模拟的必要性，以提高预测能力并应对气候变化带来的挑战，研究成果为制定印度及其他地区的气候适应战略提供了重要参考。
上述成果于近期在线发表在《创新-地球科学》(The Innovation Geoscience)，中国科学院地球环境研究所PIFI学者Ashish Sinha客座研究员为第一/通讯作者，谭亮成研究员为共同通讯作者。研究得到中国科学院PIFI计划（2020VCA0019）、以色列科学基金（2654/20），国家自然科学基金（42150710534、41888101），中国科学院战略性先导专项（XDB40000000）和山东省专项经费（LSKJ202203300）的共同资助。
Sinha, A., Steiger, N., Tan, L., Li, H., Kathayat, G., & Cheng, H. (2025). On Indian summer monsoon droughts and teleconnections over the past millennium. The Innovation Geoscience 3(1): 100108.
https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2024.100108
图1 过去千年印度季风干旱历史及其远程联系