近日，国际自然指数（Nature Index）期刊《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）发表了中科院海洋所王凡团队与中科院大气所、南海所合作研究最新成果，揭示了20世纪60年代以来南大西洋和南印度洋海温协同变化的成因。 在多年代际时间尺度上，副热带南大西洋和南印度洋（SAIO）的海表面温度（SST）呈现出明显的同步变化特征，共同影响了非洲、澳洲、南美的降水和流行病爆发。然而，这种协同变化的成因仍未完全厘清。前人研究普遍强调了气候内部变率。但该研究表明，火山爆发和南极臭氧空洞等外部强迫因素对20世纪中期以来的SAIO海温多年代变化极为重要。! ^- {0 p" n- q' X
+ E1 z0 ~1 r a$ h/ | 该研究通过分析观测资料和CMIP6模式模拟结果，分析了副热带南大西洋和南印度洋SST在多年代际尺度上的协同变化规律，聚焦1965-1975年的快速增暖（0.43℃/十年）和20世纪70年代后期以来的缓慢增暖（0.05℃/十年）两个时期（图1）。分析结果表明，1965-1975年的快速增暖是以1963年阿贡（Agung）火山爆发引起的突然冷却为前提的。火山造成的平流层气溶胶使海表面短波辐射量急剧减少，使SAIO 海温在1964年达到最低值。随后十年辐射强迫的迅速恢复使得SAIO的SST在1965-1975年期间加速升温（图2）。自20世纪70年代末以来, 由于温室气体增多和南极臭氧空洞共同导致南大洋西风带加强，从而加大了SAIO区域的表面潜热释放量, 导致SST变暖的减缓。此外，热带太平洋的气候变化也通过大气遥相关过程影响SAIO的潜热释放和 SST变化，但其总体贡献相比于火山和臭氧等外部强迫因素是次要的。上述科学发现加深了对南大西洋-南印度洋这一广袤海域海温变化机理的认识，有助于气候模式的评估和改进。 R7 R3 F% |1 R% j* `* W' K' ^' v
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文章第一作者为中科院海洋所博士研究生高兴，通讯作者为李元龙研究员。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目支持。/ o6 g& p, D4 b, ~% O b
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图1（a）SAIO SST和全球平均海表温度（GMSST）的时间序列。（b）观测和LICOM3的CTRL和WIND实验得到的SAIO SST的时间序列。（c-d）1965-1975年和1975-2014年期间SST的线性变化趋势! v; ^: i- {6 ?' o& B; a) q- E6 P
1 `0 A+ E4 ^8 ^9 w0 N& L图2（a）SAIO平均表面热通量的时间序列（LWR为长波辐射，SWR为短波辐射，THF为湍流热通量，Qnet为总热通量）。黄色竖线表示火山事件。（b）总热通量及其分量在1963-1973年和1973-2012年期间的线性变化趋势。（c-d）1963年SWR和平流层气溶胶异常。（d-f）1963-1973年SWR和总云量的线性变化趋势。（g-h）1973-2012年海平面气压（SLP）和风的线性变化趋势
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Gao, X., Li, Y.*, Lin, P., Zhang, L., Ren, Q., Lu, Y., & Wang, F. (2023). Origins of multidecadal SST variations in the southern Atlantic and Indian Oceans since the 1960s. Geophysical Research Letters, 50, e2022GL101735. https://doi.org/10.1029/2022GL101735
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