在过去一个世纪中，印度洋和北大西洋均存在与全球地表温度一致的显著增温趋势。印度洋海温增暖调控着东非、东亚、北太平洋地区气候以及ENSO，而北大西洋海温增暖又对南美、萨赫勒、北美和欧洲地区气候以及大西洋飓风产生显著影响。Yang et al. (2022) 发现印度洋和北大西洋共同增温之间存在正反馈效应，揭示了印度洋-北大西洋洋盆间增温链机制。通过设计一系列CMIP6模式历史模拟实验，分别利用观测中的印度洋海温和太平洋海温异常用来驱动地球系统模式。理想实验中，在固定CO2排放下，从-3°C到3°C每间隔1°单独给定印度洋或北大西洋一致的海表温度异常，北大西洋海表温度会追随印度洋海表温度的增加而线性增加，而印度洋海表温度也会响应北大西洋海温的递增而单调递增。这种印度洋-北大西洋两洋盆间的增温链机制本质上由大气遥相关所控制。在强的人类活动影响下，这种印度洋-北大西洋增温链会在更暖的太平洋海温背景下进一步增强，继而对全球中纬度区域气候产生更大影响。
亚洲季风的变异显著影响着印太地区的天气和气候。随着人为温室气体排放加剧，相比于工业革命前气候，目前全球地表平均升温幅度已逼近1.5℃，全球变暖已经对气候系统产生重要且不可逆转的影响。IPCC第五/六次报告已经指出全球变暖下东亚和南亚夏季风降水将整体增多（图1），这是由大气水汽含量的增加导致。不同于季风降水的整体增多，夏季东亚和南亚低层环流的变化相反，具体表现为东亚气候态南风增强，而南亚气候态西风减弱（图2）。本研究利用CMIP6模式的一系列理想试验，证实东亚夏季风环流的增强来源于CO2直接辐射强迫引起的欧亚大陆的快速增暖和青藏高原热力强迫的增强，而南亚夏季风环流的减弱主要来源于热带太平洋类El Niño型海温的增暖，并与沃克环流的减弱以及海洋性大陆地区降水的减少紧密相关。
图1 50年历史实验中模拟的被观测北大西洋（印度洋）海表温度驱动的印度洋（北大西洋）海温
图2 全球变暖下（a）CO2直接辐射强迫和（b）SST 增暖引起的亚洲夏季风环流变化的机制
相关论文发表情况
Yang Y-M, J-H. Park, S-I. An, et al., 2022: Increased Indian Ocean-North Atlantic Ocean warming chain under greenhouse warming. Nature Communication, 13, 3978. (第一资助)
Li T., Y. Wang, B. Wang, et al., 2022: Distinctive South and East Asian Monsoon circulation responses to global warming. Science Bulletin, 67, 762-770. (第一资助)