地球環境研究所揭示沙塵氣溶膠直接輻射效應導致澳大利亞夏季風減弱

沙塵氣溶膠的直接輻射效應能夠吸收和散射太陽輻射改變局地能量平衡，進而通過“快響應”影響大氣熱力結構及環流格局。同時，輸送至海洋上空的沙塵還可通過改變海表能量收支和海溫的“慢過程”，進一步調制氣候系統。澳大利亞是全球第四大沙塵源區，也是沙漠與季風共存的典型區域。來自澳大利亞內陸的局地沙塵，以及可能的遠程輸送沙塵，通過復雜的輻射與氣候反饋過程，對該區域季風系統產生調控作用。關于沙塵氣溶膠對季風影響的研究多集中在亞非季風區，沙塵如何影響澳大利亞夏季風，目前尚缺乏系統的分析評估。

最近，中國科學院地球環境研究所氣候變化集成-模擬-同化-預測（CLIMAP）團隊基于耦合沙塵循環過程的全球氣候模式，通過海氣耦合、固定海溫、平板海洋模擬實驗，研究了沙塵直接輻射效應對澳大利亞夏季風的影響。研究發現，沙塵氣溶膠的直接輻射效應會減弱澳大利亞夏季風的環流強度，并導致季風區降水顯著減少（圖1）。對于澳大利亞季風，海洋慢響應（包括熱力學和動力學過程）在沙塵氣候效應中占據了主導地位，其重要性超過了大氣對沙塵的快響應。具體而言，沙塵引起的輻射強迫導致低緯度海洋出現顯著的海表降溫，削弱了澳大利亞東海岸的局地經向環流，該環流的減弱有利于在澳大利亞東部形成氣旋性異常及南風異常，從而抑制季風推進和減少降水（圖2）。該研究揭示了沙塵氣溶膠對澳大利亞夏季風的影響及其物理機制，深化了對沙塵-季風相互作用機制的理解。

上述研究成果已發表在地學期刊Global and Planetary Change。張曉菲博士生為第一作者，石正國研究員為通訊作者。研究得到國家重點研發計劃（2023YFF0804804）、國家自然科學基金(42221003、42575054)等項目資助。

文章信息與鏈接：

Zhang, X., Xie, X., Zhang, H., Guo, J. and Shi, Z.*, 2026. Weakened Australian summer monsoon by direct radiative effect of dust aerosol. Global and Planetary Change, 259, 105352. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105352

圖1 南半球夏季850 hPa風場和降水對沙塵直接輻射效應的響應：(a) 總響應，(b) 快響應，(c) 慢響應，(d) 海洋熱響應。

圖2 南半球夏季緯向平均（140°E–180°E）經向環流質量流函數。