近日，物理海洋教育部重点实验室在TOP期刊Environmental Research Letters发表题为 “Role of external forcing in the time-varying trends of global-mean surface temperature under current and future climates”（《当前及未来气候条件下外部强迫在全球平均表面温度趋势变化中的角色》）的最新研究成果，指出人为和火山气溶胶是驱动过去几十年来全球平均表面温度（GMST）年代际趋势变化的主要强迫因素，然而伴随其未来影响力的减弱，近期温度趋势预测可能面临更大的挑战。成果由实验室在读博士研究生顾娉婷为第一作者，实验室甘波澜教授为通讯作者的科研团队合作完成。

　　全球变暖下，GMST并非单调上升，年代际温度趋势随时间呈现阶梯式动态变化，包括加速增暖、增暖减缓以及短期降温等。这些年代际趋势变化由外部强迫与内部变率共同驱动，增加了近短期温度演变预测的不确定性，为年代际气候预测带来挑战。相较于自然内部变率，外部强迫因其潜在的可预测性，是年代际气候预测的关键因子。因此，系统诊断外部强迫对GMST年代际趋势变化的方差贡献，并识别不同时间跨度下的主要驱动因子，对于近短期气候预测具有重要意义。

　　本研究采用了多套初始扰动大样本集成模式以及观测数据，结合新型信噪比最大化空间滤波技术，系统揭示了在历史气候条件下，超过9年时间尺度的GMST趋势变化主要受到外部强迫驱动，其方差贡献率超过50%并超越内部变率的影响（图 1）。人为和火山气溶胶是推动GMST年代际趋势变化的关键因素，导致了显著的短期波动性（图 2）。在未来气候变暖背景下，由于气溶胶减排以及火山活动的不确定性，外部强迫在短期波动中的影响力有所下降。尽管温室气体浓度持续上升，但外部强迫超越内部变率的显现预计被推迟至约14年时间尺度。研究定量地强调了外部强迫在GMST年代际趋势变化中的重要性，并指出其未来短期影响力的减弱，暗示预测GMST年代际趋势变化可能面临更多不确定性。

图1：（a-b）历史气候及（c-d）变暖气候下，外部强迫（红色）与内部变率（绿色）驱动的GMST趋势变化方差，及其各自的方差贡献百分比。（e-g）GMST滑动趋势曲线

图2：单一强迫因素在外部强迫驱动的GMST趋势变化方差中的贡献比例

引用： GU P. -T., B. -L. Gan*, W. -J. Cai, and L. -X. Wu, 2024: Role of External Forcing in the Time-varying Trends of Global-mean Surface Temperature under Current and Future Climates. Environmental Research Letters, 19, 044038. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ad2eea.