南亞夏季風的變化，影響著十多億人口的水資源供給。在氣候變暖情景下，數值模式普遍預估，季風環流將減弱而降水增加。但古氣候的數據分析卻顯示，南亞季風環流和降水在過去的暖期均增強。

日前，中國科學院大氣物理研究所揭示了不同氣候變暖背景下，南亞夏季風熱力與動力變化機制的一致性，為深入理解并預測未來季風變化提供了重要的基礎。

01

不同暖期的一致變化

地球歷史上有比現在更暖的時期，開展過去與未來的對比研究，有助于人類理解變暖背景下季風系統的演變。

研究人員綜合了國際耦合模式比較計劃中所涵蓋的過去和未來共六個增暖情景，包括中上新世、末次間冰期、中全新世，以及未來（2071年-2100年）增暖的三個情景。

這些氣候變暖情景受不同外強迫因子的驅動，如大氣二氧化碳濃度升高、植被增加和冰蓋退縮、地球軌道變化等。

▲不同暖期南亞夏季風降水和環流的變化：中上新世（a）、末次間冰期（b）、中全新世（c）和未來預估高排放情景（d）

研究發現，不同暖期南亞地區降水的變化，一方面源于大氣水汽含量的增加，即熱力作用；另一方面則受控于季風環流的變化，即動力作用。

熱力作用有利于南亞季風降水整體增加，動力作用則有助于季風降水在南亞北部增加、南部減少。盡管變化幅度不同，但不同暖期的熱力、動力變化特征基本一致。

兩種機制共同作用，最終導致南亞夏季風降水總體增加。

02

全球與區域增暖的拉鋸

大氣水汽的增加和季風環流的變化均與地表增暖有關。

研究指出，南亞地區大氣水汽含量隨全球平均溫度升高而增加，有利于季風降水熱力項增加；而季風環流的變化則受到區域增暖的調控，導致季風降水動力項的不均勻分布。

具體來說，不同暖期副熱帶歐亞大陸西部和北非地區增暖加劇，使得南亞對流層低層維持反氣旋異常（即孟加拉灣季風減弱、阿拉伯海北部季風增強），進而通過溫度平流驅動南亞北部降水增多、南部降水減少。

03

過去變化指示未來

研究人員進一步利用過去暖期增暖特征與南亞夏季風變化的關系，構建了基于物理機制的回歸模型。

在高排放情景下，給定增暖特征后，模型預測南亞夏季風環流和降水（熱力項與動力項之和）的變化，與氣候模式直接預估的結果在空間相關性上分別達到約0.8和0.7。

▲基于過去暖期信息構建的統計模型對未來南亞夏季風的預測（左）與氣候模式對未來南亞夏季風的直接預估（右）

結果表明，盡管過去暖期與未來增暖情景受到不同的外強迫因子驅動，但其對南亞夏季風的未來變化依然具有重要指示價值。

結合地質記錄，從古今對比的角度，研究預計未來增暖情景下南亞季風降水將整體增多。這也將導致強降水事件增多，進而加劇氣象衍生災害的發生風險。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-08956-6

來源：中國科學院大氣物理研究所

責任編輯：王穎