（上圖）香港科技大學研究團隊：土木及環境工程學系副教授陸萌茜博士（左）和鄭達勳博士（右）

香港科技大學（科大）最近和夏威夷大學馬諾阿分校、中山大學、南京信息工程大學合作發表一項研究：地球將最早於 2028 年起面臨更頻繁的「降水鞭打」現象，即旱災和暴雨急劇交替，又稱「旱澇急轉」。研究成果已刊於《自然 － 通訊》，題目為：Shifts in MJO Behavior Enhance Predictability of Subseasonal Precipitation Whiplashes。

論文：

• https://www.nature.com/articles/s41467-025-58955-4

研究背景

所謂「馬登 － 朱利安振盪」（Madden-Julian Oscillation，MJO），指一種向東傳播的行星尺度擾動現象。它主導北半球熱帶地區冬季的季節內（指三十至九十天）氣候變率。作為次季節預報最重要的可預測性來源之一，其對全球降雨型態、極端天氣、熱帶氣旋生成、季風系統及中緯度環流型態，皆有深遠影響。過去的研究普遍指出，人為溫室氣體排放所引起的氣候暖化會加速 MJO 傳播，但其背後的物理機制仍存爭議，而且不同理論對傳播速率的估算亦存在分歧。

研究成果

本研究中，團隊採用了第六階段耦合模式比較計劃（CMIP6）中的 28 個耦合大氣環流模式（CGCMs），展開分析工作。這些模式是當前模擬未來溫室氣體濃度上升效應和土地利用變化最先進的工具。

團隊得出預測：與歷史基準期（1979-2014 年）相比，至 21 世紀末快速傳播型 MJO 事件將激增 40%，而「跳躍型」MJO 事件將在最早 2028-2063 年變得更加頻繁。「跳躍型」MJO 形成於強烈的西傳赤道羅斯貝波（Rossby wave），該波動能阻斷 MJO 常態的東傳進程，同時在西太平洋激發新的對流活動，導致 MJO 相關異常信號呈現非連續的空間躍遷特徵。

與馬登 － 朱利安振盪（MJO）東向加速相關的關鍵物理過程

科大博士後研究員鄭達勳博士表示，這將帶來「降水鞭打」現象，此現象已日益受關注，近期有研究顯示自 20 世紀中葉以來，這類事件已增加了 31%–66%。2022 年美國加州的旱澇急轉就是典型案例，當地首先經歷了嚴重的乾旱與山火，隨後再遭遇破紀錄的暴雨，引發洪災與山崩。MJO 事件的加速，將大大縮短對複合災害的反應時間。若高排放的情況持續，此趨勢最早將於 2028 年顯現。

科大潘樂陶氣候變化與可持續發展研究中心主任、土木及環境工程學系副教授陸萌茜博士表示，若能有效模擬 MJO 多樣化的傳播特徵，將會提升對極端複合天氣的預測能力，預警時間可提前至四至五周以上。她表示，本研究已幫助了「無縫隙天氣氣候預報」系統 meteoNEX 的開發。該系統由科大牽頭的全球跨學科倡議 —「推動自然和人為環境可持續性的無縫預測與服務計劃」（SEPRESS）所支持，而該計劃近日獲聯合國教科文組織正式認可，納入「聯合國科學促進可持續發展國際十年（2024-2033）」（IDSSD）行動計劃之一。

研究團隊

論文第一作者是科大鄭達勳博士，共同通訊作者是夏威夷大學馬諾阿分校的王斌教授、中山大學的劉飛教授，他們與科大陸萌茜博士、南京信息工程大學陳國森教授合作完成本研究。

來源：香港科技大學、自然－通訊

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