近日，由中国海洋大学深海多圈层与地球系统前沿科学中心、物理海洋教育部重点实验室吴立新院士领衔、“青年英才工程”第三层次张力副教授等组成的科研团队在南极气候变化研究领域取得重要进展，首次揭示了热带西印度洋对南极春季海冰变化的主导作用，并指出上述影响在全球变暖背景下减弱。相关成果以“Weakened western Indian Ocean dominance on Antarctic sea ice variability in a changing climate”（《气候变化背景下西印度洋对南极海冰变化的主导作用减弱》）为题，发表于国际知名学术期刊Nature Communications（《自然·通讯》）。

　　学界关于热带海温变率对南极气候的影响已有广泛研究。在年际时间尺度上，研究尤其关注厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和印度洋偶极子（IOD）对南极海冰变化的影响。ENSO和IOD通过激发定常罗斯贝波，驱动大气遥相关过程，在南半球中高纬度引起大气环流的异常，进一步通过海-冰-气相互作用影响南极的多圈层气候变化。关于IOD对南极气候的影响，以往研究往往同时考虑ENSO的协同影响，普遍认为IOD相较ENSO对南极海冰的影响是次要的。类似研究通常使用偶极子指数（DMI）来建立热带与南极之间的遥相关过程，而这忽略了IOD存在空间多样性的可能。IOD呈现显著的空间多样性，主要包括由热带东印度洋主导的强IOD和由热带西印度洋主导的中等强度IOD。在全球变暖背景下，不同类型IOD是否以及如何影响南极海冰变化尚不清楚。

　　科研团队基于观测数据、大气环流模式模拟以及海气耦合试验数据，发现南极春季海冰变化的主导模态主要受热带西印度洋海温变率的影响，而非ENSO或热带东印度洋的影响。在中等强度IOD正位相期间，更强的热带西印度洋暖异常可以激发极向传播的罗斯贝波列，引起阿蒙森海海冰减少、而两侧地区海冰增加的三极子型海冰异常分布。同时，中纬度风暴轴参与的涡动反馈过程也加强了上述遥相关波列。结合国际耦合模式比较计划（CMIP6）多模式数据，研究发现自进入21世纪以来，随着热带西印度洋海温变率的降低，IOD对南极海冰的影响正在减弱。这一趋势与全球变暖背景下的IOD变化一致，这表明来自IOD的影响减弱可能会持续。

　　上述研究结果首次阐明不同类型IOD对南极海冰变化的影响，丰富和完善了热带海温变率驱动南极气候变化的理论框架，对深入理解南极气候变化的物理机制，提升对南极气候系统的未来预估能力都具有重要的科学意义。

　　研究成果由我校在读博士研究生任旭亚作为共同第一作者，联合崂山实验室、中科院大气物理研究所的专家学者共同合作完成。研究工作得到国家自然科学基金、中科院先导专项（B类）和国家重点研发计划青年科学家项目资助。

全球变暖背景下热带西印度洋主导影响南极海冰变化的机制示意图

引用：

ZHANG L.*, X. -Y. Ren, W. -J. Cai*, X. -C. Li, and L. -X. Wu, 2024: Weakened Western Indian Ocean Dominance on Antarctic Sea Ice Variability in a Changing Climate. Nature Communications, 15: 3261 (2024), https://www.nature.com/articles/s41467-024-47655-0.