大气所揭示不同纬度火山对太平洋海温的影响

　　火山活动是引起全球气候变化的重要自然因子，在近千年来的气候变化中起着主导作用。火山爆发后产生的硫酸盐气溶胶会进入平流层低层，减少到达地面的太阳短波辐射，产生冷却作用。自20世纪80年代以来，科学界开始注意到火山爆发与厄尔尼诺现象之间具有紧密的统计关系。厄尔尼诺是气候内部变率最重要的模态之一，它能够通过大气遥相关影响全球气候。研究火山活动对厄尔尼诺的影响具有重要意义。

　　近年来，有诸多对模式模拟和重建资料的分析指出火山爆发会改变热带太平洋海温梯度，但其物理原因并不清楚。近日，中国科学院大学、中科院大气物理研究所博士研究生左萌与其导师、研究员周天军，第二导师、副研究员满文敏，通过对气候模式结果的分析和进行敏感性数值试验，指出不同纬度的火山会对热带太平洋海温产生不同的影响。研究表明，在北半球和热带火山爆发的5至10个月后，赤道太平洋呈El Ni？o型响应，次年冬季Ni？o3指数达到峰值。北半球（热带）火山爆发造成的暖异常主要集中在赤道中东太平洋（赤道东太平洋）。而南半球火山爆发后，赤道东太平洋的暖海温异常较弱，且相较其他两类火山爆发，这一暖海温提前4个月达到峰值。该研究提出了不同海温响应火山气溶胶强迫的机理：在火山爆发后，热带辐合带（ITCZ）的移动导致的信风减弱只适用于解释北半球火山爆发引起的海温异常，而通过“海洋动力恒温机制”触发的西太平洋西风异常能更好地解释这三类火山爆发后的不同海温响应。

　　该研究使用了多集合成员模拟来研究过去千年火山强迫造成的气候响应，多集合样本有助于有效提取火山强迫信号而抑制噪音。该研究分别对三类火山造成不同海温型的机制提供了合理解释，这有助于进一步理解不同纬度火山影响热带太平洋海温的不同过程。针对火山爆发对太平洋海温梯度影响的研究依然面临模式间结果不确定性大的问题，研究人员表示，这主要来源于模式中用于驱动模式的火山气溶胶资料强迫场、模式偏差和火山爆发时初始态的不同。为了更好地理解模式不确定性的来源，未来耦合模式比较计划CMIP6中的火山气候影响科学计划VolMIP设计了若干组理想化的火山扰动试验，可以用来评估耦合模式可以在何种程度上模拟火山强迫下的气候响应，并找出造成模式间响应差异的原因。