CMIP6模型中印尼贯穿流对全球变暖停滞期印度洋增温格局形成的关键作用

本研究针对全球变暖停滞期（2000-2013）印度洋（IO）南部的异常增温现象，通过分析CMIP6模型中印尼贯穿流（ITF）体积与热传输的差异性，揭示ITF强度通过调控温跃层深度与风场反馈（Bjerknes反馈），塑造了印度洋东西向海表温度（SST）的对比增温格局，为理解跨洋盆相互作用对区域气候的影响提供了新视角。

　　

研究背景
21世纪初，全球表面温度上升出现短暂停滞（2000-2013年），这一现象被称为"全球变暖停滞期"。然而，在此期间，南印度洋（IO）却经历了加速增温，与北印度洋的冷却或无增温形成鲜明对比。这种区域差异引发了科学界的广泛关注，因为其背后可能隐藏着跨洋盆气候信号传递的关键机制。印度尼西亚贯穿流（Indonesian Throughflow, ITF）作为连接太平洋和印度洋的唯一低纬度通道，被认为是调控这一过程的重要纽带。然而，CMIP6（第六次国际耦合模式比较计划）模型在模拟ITF对印度洋增温格局的影响时表现出显著差异，这限制了我们对区域气候变率机制的理解。

研究方法
研究团队从50个CMIP6历史模拟中筛选出ITF体积和热传输趋势差异显著的两组模型（强ITF组和弱ITF组），分析其在停滞期的海洋热力学响应。通过计算ITF热通量（单位：TW/yr）、温跃层深度变化，并结合风场反馈机制（Bjerknes反馈），量化了太平洋-印度洋相互作用对区域增温的贡献。所有模型数据统一插值至1°×1°网格，使用"r1i1p1f1"首成员数据进行对比分析。

研究结果

全球变暖停滞期在CMIP6模型中的表现
CMIP6模型整体高估了21世纪初的全球增温趋势，但成功捕捉到印度洋南北半球的不对称增温。模型间ITF体积输送趋势存在显著分歧，强ITF组（以厄尔尼诺事件为主）显示-1 TW/yr的向西热输送增强，而弱ITF组（以拉尼娜事件为主）呈现0.7 TW/yr的减弱趋势。

ITF对印度洋热力结构的影响
强ITF组中，来自太平洋的额外热量导致东南印度洋（SEIO）温跃层加深（最大达15米），通过Bjerknes反馈激发西风增强，进而加剧东印度洋相对于西部的增温。弱ITF组则因热输送减少和上升流有利风场，导致SEIO温跃层变浅（约8米）和局地冷却，但增强了赤道东南风，促使西印度洋增温。

跨洋盆相互作用的动力学机制
ITF强度的差异改变了印度洋 subtropical gyre（副热带环流）的三维结构：强ITF组中，暖水主要通过Agulhas回流-南极绕极流路径返回太平洋；弱ITF组则更多通过大西洋路径参与全球温盐环流。这种路径差异解释了CMIP6模型中IO增温空间异质性的来源。

结论与意义
该研究首次在CMIP6框架下系统阐明了ITF强度通过"太平洋-印度洋热输送-温跃层深度-风场反馈"链条调控印度洋增温格局的物理机制。强ITF导致SEIO增温的发现，为解释观测中南印度洋加速增温提供了理论支撑；而弱ITF组揭示的西印度洋增温机制，则弥补了现有模式对区域气候变率模拟的不足。研究成果发表于《Global and Planetary Change》，不仅深化了对全球变暖停滞期区域响应的认识，也为改进气候模式中跨洋盆相互作用的参数化方案提供了关键科学依据。研究强调，未来气候预测需重点关注ITF强度变化对印度洋-太平洋气候遥相关的影响，特别是在极端气候事件频发的背景下。