中国气象科学研究院冰冻圈与极地气象研究团队在南极气候变化机制研究中取得重要突破。该研究揭示,在未来气候变暖背景下,海表温度升高是驱动南极地区增暖放大的核心机制。这一发现不仅深化了对南极气候响应过程的理解,也为提升未来该区域气候变化的预估能力提供了关键科学依据。相关成果以“Future Sea Surface Temperature as a Key Driver of Antarctic Warming”为题,发表于Geophysical Research Letters。
在全球变暖进程中,极地地区响应尤为显著。以往研究已充分证实北极存在“极地放大效应”,但覆盖厚重冰盖的南极是否具有类似机制,其主导因子为何,一直存在科学争议。
为厘清南极增暖的主导机制,研究团队基于CMIP6多模式数据,在《巴黎协定》2℃温升情景下开展分析。结果显示,未来南极地区整体增温约为南半球平均水平的1.4倍,存在增暖放大现象。进一步结合PAMIP大样本试验,研究明确指出:海表温度的变化是决定南极气温响应幅度的关键“调控开关”(图1)。这一发现将海温的作用推至机制解释的核心。

图1. 未来2°C增暖情景下南极地区的气温响应。(a)外部强迫,(b)海冰强迫,(c)海温强迫。
在物理机制上,海温上升通过热力学与动力学两类过程影响南极气温。动力学过程主要表现为南半球环状模正向增强,对南极大部分地区产生冷却效应;而热力学过程则通过海洋向大气释放感热与潜热,直接驱动近地表增温。研究表明,在未来变暖背景下,热力学作用将在整体气温响应中占据主导地位,进而推动南极地区呈现显著的增暖放大效应(图2)。

图2. 不同物理过程对未来海温强迫下南极气温响应的贡献。(a)动力过程,(b)热力过程。(c–d)为南极冰盖不同区域平均结果。
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https://doi.org/10.1029/2025GL118958
作者信息:
中国气象科学研究院硕士研究生张梓桓为论文第一作者,王赛副研究员和丁明虎研究员担任本文通讯作者,合作者包括清华大学陈德亮院士、北京大学李熙晨教授、中国科学院大学窦挺峰教授、北京师范大学效存德教授、中国科学院西北生态环境资源研究院秦大河院士,以及云南大学陈文教授。该研究得到国家自然科学基金青年项目(A类)、中国气象科学研究院基本科研业务费,以及中国气象局气候变化专题项目的联合资助。
论文引用:
Zhang, Z., Wang, S.*, Chen, D., Li, X., Dou, T., Xiao, C., Chen, W., Qin, D. & Ding, M.* (2025). Future sea surface temperature as a key driver of Antarctic warming. Geophysical Research Letters, 52(24), e2025GL118958. https://doi.org/10.1029/2025GL118958
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