黑碳气溶胶是亚洲地区主要的人为气溶胶之一，它能够吸收短波辐射加热对流层低层而冷却地表，并可能引起排放源地大气环流和降水的显著变化。除了局地气候响应外，黑碳气溶胶还能影响远离源地的气候，例如，北半球中高纬度地区的温度和降水。先前已有的研究主要通过比较固定海温和海气全耦合模式的模拟结果来区分气溶胶产生的气候快速和慢速响应。那么，当不考虑长时间尺度的海洋反馈时，黑碳气溶胶是否能够在短时间尺度上引起源地以外大气和海洋系统的即时响应甚至迟滞响应？这一问题仍有待探究。
近日，邓洁淳副教授利用海气耦合模式试验和再分析资料，研究了南亚秋季黑碳气溶胶对北极和欧亚大陆近地面气温的即时和延迟季节效应，揭示了低纬度黑碳气溶胶排放在短期响应时间尺度上通过北极海冰影响北半球中高纬度气温的过程和机理。相关成果发表于国际期刊《Geophysical Research Letters》。
研究结果表明，秋季南亚地区黑碳气溶胶含量增加会导致局地降水减少，造成对流层非绝热冷却。这种冷却作用可以在欧洲上空激发异常反气旋，其西侧的异常偏南气流将较低纬度的暖湿空气输送至北极地区，从而为巴伦支海至喀拉海的海冰异常融化提供了有利条件。随后，海冰的减少通过加强地表交换通量导致巴伦支海至喀拉海地区变暖，而同时伴随出现的乌拉尔山异常反气旋则导致欧亚大陆地表显著降温。此外，由于海冰的减少具有显著的季节持续性，黑碳气溶胶造成的这种“暖北极—冷欧亚”异常气温模态会一直持续到冬季（图1）。以上关键物理过程如图2所示。
该研究结果为理解不同响应时间尺度上气溶胶气候效应的机制提供了新视角，也预示着前期秋季南亚地区黑碳气溶胶排放可以作为中高纬地区冬季海冰和气温异常的季节预测因子。
论文信息：
Deng, Jiechun*, (2025): Instant and delayed effects of autumn black carbon aerosols over South Asia on Arctic and Eurasian surface air temperature.Geophysical Research Letters, 52, e2025GL117294. https://doi.org/10.1029/2025GL117294.
图1 与南亚黑碳气溶胶相关的气象要素异常场：（a）CESM1模拟和（d）MERRA2资料中的秋季AOD异常；（b，c）CESM1模拟和（e，f）ERA5资料中的（b，e）秋季和（c，f）冬季近地面气温（填色）、850hPa风场（箭头）和500hPa位势高度异常（等值线）
图2 南亚秋季黑碳气溶胶影响北极和欧亚大陆气温主要物理过程的示意图
