气候系统内部变率和人类活动是驱动全球年代际气候变化的主要因素，如何量化这些因素的相对贡献一直是年代际气候变化研究领域的难点问题。以往研究更多地强调了海洋对全球年代际气候变化影响的重要性，比如大量研究证实了太平洋年代际振荡（IPO）和大西洋多年代际变率（AMO）对全球气候和生态环境的调制作用。然而，人类活动等外强迫因子（温室气体和气溶胶）对全球年代际气候变化的影响如何？还不明确。研究分别从对陆面和海洋影响的视角，系统认识了全球气候变化中的人类印记。
1960年以来，人类活动有关的外强迫对欧亚非均匀增暖有重要作用，其中欧洲-西亚和东北亚地区超过一半的变化是由外部强迫（即温室气体和气溶胶）贡献，而不是主要由AMO主导。由于人为气溶胶排放存在空间异质性，所以气溶胶对气候的影响因其排放位置的不同而有很大区别。人为气溶胶排放源主要位于北美、欧洲和东亚，20世纪80年代欧美气溶胶排放降低而东亚排放增加呈现相反的变化特征。研究表明，东北亚夏季陆面温度的变化主要来自亚洲外气溶胶的影响，而东亚气溶胶的影响相对较小。20世纪80年代欧美气溶胶减小致使中纬度欧亚大陆环流发生改变，使得在东北亚地区上空出现高压异常有利于陆面温度增加。
人类活动等外强迫因子不仅可以对欧亚非均匀增暖、陆面年代际干旱产生影响，也可以对大西洋、太平洋等海温年代际变化起重要作用。印度洋海盆模态（IOBM）是热带印度洋海温的主要模态，有研究表明，1980年代中期之前IPO与IOBM呈正相关，而在此之后这种相关性变成了负相关。通过分离内部变率和人类活动的相对贡献，发现温室气体和气溶胶的年代际变化在1950年代后与内部变率产生的影响相反。研究量化了有关人类活动与内部变率的影响，即1950年以来人类活动抑制了印度洋海温的年代际变化。
以上工作由我院教师与纽约州立大学合作完成，在AGU期刊《Geophysical Research Letters》发表了一系列研究成果，相关工作得到了国家自然科学基金基础科学中心（42088101）项目的资助。
图1 欧亚非均匀增暖与人为气溶胶作用
图2 三大洋海温年代际变化特征
文章信息：
Hua Wenjian, Aiguo Dai, Minhua Qin. 2022. Reconciling roles of external forcing and internal variability in Indian Ocean decadal variability since 1920. Geophysical Research Letters, 49(9), e2021GL097198. https://doi.org/10.1029/2021GL097198.
Hua Wenjian, Aiguo Dai, Haishan Chen. 2022. Little influence of Asian anthropogenic aerosols on summer temperature in Central East Asia since 1960. Geophysical Research Letters, 49(7), e2022GL097946. https://doi.org/10.1029/2022GL097946.
延伸阅读：
Hua Wenjian, Minhua Qin, Aiguo Dai, Liming Zhou, Haishan Chen, Wangxin Zhang. 2021. Reconciling human and natural drivers of the tripole pattern of multidecadal summer temperature variations over Eurasia. Geophysical Research Letters, 48(14), e2021GL093971. https://doi.org/10.1029/2021GL093971.
Hua Wenjian, Aiguo Dai, Liming Zhou, Minhua Qin, Haishan Chen. 2019. An externally-forced decadal rainfall seesaw pattern over the Sahel and southeast Amazon. Geophysical Research Letters, 46(2), 923–932. https://doi.org/10.1029/2018GL081406.
Hua Wenjian, Aiguo Dai, Minhua Qin. 2018. Contributions of internal variability and external forcing to the recent Pacific decadal variations. Geophysical Research Letters, 45(14), 7084–7092. https://doi.org/10.1029/2018GL079033.