《Journal of Hydrology》：Drought recurrence across China under diverse ENSO and IOD modes (1941–2023)
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•在不同ENSO和IOD模式下，中国各地区的干旱频率呈现不对称特征。•与ENSO/IOD相关的极端干旱事件复现具有显著的季风和区域特征。•拉尼娜状况往往会导致滞后数月、持续时间长且范围广的干旱。引言随着全球变暖和人为变暖的潜在影响，过去几十年中国频繁遭受极端干旱事件的侵袭（L
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在不同ENSO和IOD模式下，中国各地区的干旱频率呈现不对称特征。
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与ENSO/IOD相关的极端干旱事件复现具有显著的季风和区域特征。
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拉尼娜状况往往会导致滞后数月、持续时间长且范围广的干旱。
引言
随着全球变暖和人为变暖的潜在影响，过去几十年中国频繁遭受极端干旱事件的侵袭（Liu等，2024），造成了严重的生态和农业后果，并可能对人类健康构成潜在风险（Cao等，2024；Li等，2023；Song等，2021）。这些具有社会经济效益的灾难性影响与中国历史上的极端干旱密切相关，其特点包括高烈度、大范围空间覆盖以及长期持续（有时跨越季节）。作为太平洋和印度洋最具代表性的年际海气耦合模式，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和印度洋偶极体（IOD）（Saji等，1999；Webster等，1999）事件已被证实是触发或调节中国大范围极端干旱事件的主要因素（Li等，2015；Tang和Luo，2025；Yin等，2023；Zhang等，2022b）。
然而，ENSO/IOD与干旱之间的联系表现出复杂多样的特征。一方面，ENSO和IOD事件可根据单一和复合热带ENSO/IOD模式（例如复合厄尔尼诺-正相IOD模式（Li和Li，2017；Zhang等，2021b；Zhang等，2015b））、相位差异（例如特定厄尔尼诺/拉尼娜的发展期和发展期）（Feng等，2011）、ENSO/IOD模式本身的季节时效（例如夏季IOD与秋季IOD（Tao等，2023））以及其对降水异常的跨季节影响（Zhang等，2019；Zhang等，2022a；Zhang等，2022）进行分类。另一方面，干旱本身具有显著的季风性、位置多样性以及时空传播模式的不确定性（Liu等，2024）。具体而言，ENSO/IOD与中国各地干旱之间的复杂联系可归类如下，重点关注干旱事件的位置和季节性。
首先，同一固定区域可能因不同的ENSO/IOD模式而经历具有不同季节性的干旱事件。一个典型代表是中国西南地区，该地区在2009至2013年间经历了多次极端季节性干旱（Hu等，2014；Wang等，2024）。其中包括最初受2009年中太平洋厄尔尼诺事件发展初期影响的2009/2010年秋季干旱（Zhang等，2013），以及与同时期发生的中太平洋拉尼娜事件可能相关的2011年夏季干旱和2012/2013年冬春季干旱（Wang等，2015a；Wang等，2015b）。相比之下，2023年中国西南地区极端冬春季干旱是由拉尼娜向厄尔尼诺的相位转变引发并受其影响的（Wang和Ma，2024）。
其次，同一季节的区域性干旱事件可能由不同的ENSO/IOD模式驱动。一个典型例子是长江中下游盆地的夏季干旱段，包括2013年夏季干旱、2019年秋季干旱和2022年夏秋季干旱。相应的热带强迫机制包括：2013年夏季西太平洋暖池的放大增温（Wang等，2017）、2019年春夏秋季发生的超级正相IOD事件（Xu等，2020），以及2022年夏季拉尼娜与负相亚热带IOD的组合（Tang等，2023；Zhang等，2024a）。
第三，相似季节和区域内的干旱事件特定位置可能受ENSO/IOD模式变化（即型态转变、季节时效和时空复合结构）的显著影响。一方面，厄尔尼诺从东部向中太平洋的型态转变自20世纪90年代初以来倾向于触发中国南方更频繁的秋季干旱（Zhang等，2014）。另一方面，ENSO/IOD模式的季节时效可能影响干旱位置偏移。一个显著案例是拉尼娜条件下的负相IOD事件：其在过渡性冬季发生通常会导致华北冬春季干旱（Jin等，2013），而其在2022年夏季的表现则导致了整个长江流域的特大干旱（Zhang等，2024a）。此外，时间上的复合模式（例如拉尼娜-厄尔尼诺相位转变）和空间上的复合模式（例如厄尔尼诺与正相IOD）可能潜在地改变长江流域和华北夏秋季干旱的空间分布，与单一模式（例如独立厄尔尼诺）相比（Liu等，2021；Yin等，2023；Zhang等，2018）。
尽管ENSO/IOD与中国各地极端干旱事件之间存在复杂联系，但极端干旱的发生可能遵循某些确定性规律：当特定ENSO/IOD模式复现时，某些极端干旱也可以在相似的区域和季节中反复表现。这种现象被称为"与ENSO/IOD相关的干旱复现"。干旱复现的一个典型案例是1997年和2023年厄尔尼诺发展期期间中国北方的夏季干旱（Yin等，2026）。进一步地，系统分析ENSO/IOD-干旱复现特征具有可行性和必要性，特别是鉴于近期已生成的1941-2023年中国历史极端干旱数据集（ChinaExtreDroEventSet (v1.0)；Liu和Zhou，2024）。具体而言，研究中国复现干旱的时空模式和机制可以阐明确定性的干旱诱发机制并改善近期干旱预报能力，这可能成为干旱研究中的突破性进展。
为此，本研究将首先建立基于事件的ENSO/IOD模式分类系统，并受传统ENSO/IOD监测指数监督（第2.1节），然后将中国各地极端干旱事件归类为不同的ENSO/IOD组（第2.2节）。据此，全面调查由ENSO和IOD多样性调节的干旱特征（例如发生时间、空间分布）。我们随后提出三维干旱复现指数（3D DRI）以识别复现干旱（第2.3节），其在第4节中揭示了复现干旱的时空模式及相关ENSO/IOD模式。对于每组ENSO/IOD相关复现干旱，在进行合成分析时考察了发生期间的环流异常（第5.1节）。最后，通过模式实验再现了对典型SSTA模式不对称干旱响应（第2.4节模式实验，第5.2节单极SSTA模式不对称干旱响应验证）。
章节摘要
基于事件的ENSO和IOD模式分类框架
在本研究中，使用3D DBSCAN方法并结合传统ENSO/IOD监测指数来识别ENSO/IOD事件，以捕捉ENSO/IOD事件的时空复杂演化过程。这一基于事件的方法促进了新提出的多样ENSO/IOD模式分类框架的建立。
不同ENSO和IOD模式下的不对称干旱频率与特征
不同的ENSO和IOD模式在物理上调节干旱发生，其在地理区域和季节间存在变化。在本节中，我们采用基于事件的方法对历史干旱事件进行分类，并阐明不同ENSO和IOD模式下的不对称频率分布。此外，我们研究历史极端干旱与多样ENSO/IOD模式之间的潜在联系，特别关注响应时间、持续时间、传播距离，以及
与ENSO/IOD相关的复现干旱的时空模式
根据第2.3节所述ENSO/IOD相关复现干旱的识别方法，具体复现干旱事件列于表2，基于3D DRI的计算结果见图S2。如表2所示，每组的复现干旱事件数量范围为2至7个。因此，后续合成分析未进行显著性检验，主要原因是样本量统计不足。
总体而言，基于事件的合成分析揭示了
发生阶段的异常环流模式
复现干旱起始阶段由相关ENSO/IOD模式直接触发的环流异常，对于理解具有季节差异的底层干旱诱发机制至关重要。值得注意的是，异常放大的上层对流层辐合（150–300 hPa）及相关下沉运动增强是干旱起始的常见局地尺度驱动因素。在亚热带地区观察到放大顺时针经向环流，见于三组事件：独立
讨论
在本研究中，本讨论旨在综合主要发现，解释ENSO/IOD相关干旱复现驱动因子的物理层级，解决关键局限和不确定性，阐明干旱预测的实际意义，并突出未来研究的 promising 方向。
（1）干旱调节因子层级：主要热带强迫与热带及中纬度区域次级次季节振荡
内在
结论
厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和印度洋偶极体（IOD）事件被证实是调节中国各地极端干旱事件的主要因素，干旱发生的季节性多样且地理位置各异。即便如此，极端干旱的发生可能遵循确定性规律：当特定ENSO/IOD模式复现时，某些极端干旱可以在相似的区域和季节中反复表现。本研究将这种现象称为"与ENSO/IOD相关的干旱复现"。干旱
CRediT作者贡献声明
刘震辰：撰写—审阅与编辑，撰写—原始草稿，调查，形式分析，概念化。周文：撰写—审阅与编辑，监督。童博：方法论。吴志勇：撰写—审阅与编辑。尹浩：可视化。
未引用参考文献
Lian等，2024；Lian，2018；Wang等，2024a；Wang等，2024b；Zhang等，2025。
利益冲突声明
作者声明不存在已知可能影响本文所述工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究由中央高校基本科研业务费（项目编号：B250201003）、国家自然科学基金（项目编号：42575212）、国家社会科学基金重大项目（项目编号：24&ZD121）、国家重点研发计划（项目编号：2022YFC3002801）以及国家自然科学基金（项目编号：U2240225）共同支持。
刘震辰|周文|童博|吴志勇|尹浩
