近日，中国气象科学研究院冰冻圈与极地气象研究团队在国际顶级综合性学术期刊《科学通报》（Science Bulletin）发表重要研究成果，系统回答了“南极人为变暖信号何时突破自然变率背景清晰显现”这一极地气候科学问题。研究基于第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）多模式集合模拟，首次定量预估了南极地区气温变化的“涌现时间”（Time of Emergence，ToE），并创新性揭示海洋快、慢响应过程对不同区域变暖进程的差异化调控机制，为我国极地气象科技创新与全球气候治理提供坚实的科学支撑。

南极地区气温变化的“涌现时间”及其相关物理过程示意图 供图：中国气象科学研究院

此前，该研究团队已围绕南极变暖开展系列攻关：依托多套再分析资料证实南极大陆近四十年呈显著增温趋势，明确未来海温升高是驱动南极变暖放大的关键因子，相关成果已先后在国内外权威期刊发表。但两个关键科学问题始终有待解决：一是南极地区的人为变暖信号能够从气候内部变率的背景中显现出来的时间，即其气温变化的涌现时间；二是这一时间节点由哪些物理过程主导。本次研究正是团队针对上述问题的深化攻坚，也是南极变暖研究链条的关键延伸。

中国气象科学研究院副研究员王赛表示，该研究首次给出了南极人为变暖涌现时间的量化标尺，并证实减排行动可显著延缓涌现时间。研究显示，南极气温变化的涌现时间存在明显空间差异，大陆区域信号显现整体早于周边海域。在中等排放情景（SSP2-4.5）下，整个南极大陆人为变暖信号的涌现时间预计为2067±16年；而在高排放情景（SSP5-8.5）下，这一时间将大幅提前至2052±9年。两种情景间十余年的时间差，以定量方式印证了人为碳排放强度与南极变暖进程的直接关联——减少人为碳排放可以有效延缓南极地区气温变化涌现时间的到来，为气候行动的极地效益提供直接数据支撑。

南极气温长期变化趋势及其气温变化“涌现时间” 供图：中国气象科学研究院

王赛表示，涌现时间是气候变化归因与预估领域的核心指标。简单来说，气候系统本身存在自然的冷暖波动，如同背景噪音；人类活动造成的持续变暖则是叠加在背景上的信号。当人为变暖的信号强度超过自然波动的幅度、能够在统计意义上被明确区分开的时间节点，就是涌现时间，它是衡量人类活动对区域气候影响显性化程度的关键量化依据。

在驱动机制层面，研究首次清晰拆解了海洋系统两种不同时间尺度过程对南极变暖的差异化调控作用，揭示了涌现时间空间差异的内在成因。

海洋快响应和慢响应过程对南极气温变化“涌现时间”的影响 供图：中国气象科学研究院

研究发现，南极大陆升温信号的提前显现，主要与大气—海洋混合层耦合相关的海洋快速响应过程有关。在人类活动导致的气候强迫下，海洋上层混合层首先释放热量，并通过环流输送过程，加热南极大陆上空大气，使人为变暖信号较早突破自然波动。与此同时，受风力驱动的埃克曼输送影响，南极边缘海表层暖水被向北输运，深层冷水上涌补充，抑制了表层增暖，使该区域的人为变暖信号暂时被自然波动掩盖。边缘海的后续变暖则主要由海洋慢响应驱动，这一过程涉及深层海洋对热量的吸收、储存和再分配，响应周期较长，因此周边海域升温信号的显现时间相对滞后。

该研究突破了过往单一因子的研究框架，从海洋多尺度过程的全新视角更新了学界对南极变暖驱动机制的认知，为后续优化极地气候模式、提升气候预估精度提供新的理论思路。

研究结果强调，当前仍是减缓南极气候变化的关键窗口期。越早采取有效减排行动，越有可能延缓南极人为变暖进程，为南极冰冻圈变化争取更多缓冲时间，同时提升全球应对其连锁影响的主动性。

来源：中国气象