近日，郑州大学地球科学与技术学院赵宇博士联合厦门大学、中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点实验室、以及美国国家大气研究中心（NCAR）的相关学者，在青藏高原地形与大洋相互作用领域取得重要突破。团队最新研究揭示了青藏高原通过改变淡水通量重组印度洋海洋层结，进而调控印度洋偶极子（IOD）变率周期的物理机制。

青藏高原作为“世界屋脊”和“亚洲水塔”，其独特的地形通过机械阻挡和热力作用深刻影响着全球气候系统。印度洋作为亚洲季风系统的关键组成部分，其深层和中层海洋储存着大量热量，对短期气候事件的触发和长期能量平衡起着决定性作用。传统观点多强调风驱动的表面过程（如风-蒸发-海温反馈或云辐射效应）是青藏高原影响印度洋的主要途径。然而，地形如何从海洋表层深入到中层（约1000米深）塑造印度洋的整体热力状态，以及这种背景态如何调节如印度洋偶极子（IOD）等区域气候现象，一直是一个尚未完全解开的科学谜题。

基于地球系统模型（CESM2）的长时间积分数值模拟，该工作揭示了一条全新的由大气强迫引发、通过温盐过程主导的物理级联路径。研究发现，青藏高原地形显著增强了亚洲季风，不仅改变了表面风场，更关键的是重组了印度洋上空的降水和淡水通量（Freshwater flux）分布。这种季风驱动的淡水异常重塑了海洋垂直密度剖面，引发了垂直层结的偶极子式转变：表层（0-125米）层结减弱，而中层（125-500米）层结显著增强。这种中层显著增强的层结宛如一面坚固的“层结盾牌（stratification shield）”，有效抑制了海洋上下的垂直热交换，阻止了表层热量向下渗透。这一机制最终在广阔的印度洋海域锁定了一个深达1000米的持久性“上暖下冷”三维热力偶极子结构。这一发现打破了以往主要关注风驱表面过程的传统认知，确立了地形通过“淡水-层结”途径驱动中层海洋平均态的关键作用。

图1 高原通过淡水通量影响印度洋热力结构示意图

这种重塑的海洋背景态从根本上改变了区域气候动力学特征。通过Bjerknes（BJ）稳定性指数分析，研究团队发现青藏高原实际上充当了一个气候系统的“动态稳定器（dynamical stabilizer）”。它通过削弱Ekman泵浦和温跃层反馈等正反馈机制（系统海气耦合效率降低），抑制了系统的过度不稳定增长。最终，这种地形效应将印度洋偶极子（IOD）的变率从无地形时的低频状态（6.9年周期）显著转变为高频状态（3.5年周期）。该项研究表明，青藏高原不仅调节大气环流，还能通过复杂的相互作用级联，深刻组织千米深度的海洋垂直温盐特性。这一“淡水桥”机制为理解区域气候变率、评估气候模型（特别是降水偏差对海洋平均态和气候预测的影响），及认识大规模地形与海洋相互作用提供了全新的物理框架。

研究成果以“Tibetan Plateau's freshwater bridge shifts the Indian Ocean Dipole to a high-frequency regime”为题，发表在Nature旗下国际权威学术期刊《npj Climate and Atmospheric Science》。论文第一作者兼通讯作者为郑州大学赵宇博士，共同通讯作者包括厦门大学段安民教授和美国国家大气研究中心Aixue Hu教授。该研究得到了国家自然科学基金（U2442205、42205038）、美国能源部和国家科学基金会（DE-AC52-07NA27344）等项目的联合资助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41612-026-01362-3