中国科学院广州地球化学研究所研究员张一歌团队同合作者借助千万年海洋温度模态变化揭示未来气候演化趋势。研究表明，分析过去1000万年海洋温度记录，可提取长期海洋变暖模式，为评估气候模式预测能力、理解未来气候演化提供关键依据。相关成果近日发表于《美国地球物理学会进展》（AGU Advances）。

目前，全球变暖空间分布模式直接影响区域气候与气候敏感性，但不同气候模式对未来变暖格局的预测差异显著。如何确定哪种模式能更精准捕捉地球变暖本质特征？

研究团队运用创新回归分析技术，剔除时间维度影响，从全球17个海洋钻探站位的古温度数据中，提取出相对于西太平洋暖池的海表温度变化放大因子。张一歌介绍，西太平洋暖池是地球上最大最暖的表层水体，其温度变化与全球平均地表温度在长时间尺度上强耦合，通过分析其他地区相对暖池的变暖幅度，可重建“去时间化”的空间变暖格局。

此方法揭示出独特的古海洋变暖模式：大部分海洋区域变暖幅度超过西太平洋暖池，且高纬度地区放大效应明显强于中纬度，为极地或高纬度放大现象提供了地质证据。研究团队将古海洋变暖格局与LongRunMIP项目中9个气候模式的千年尺度平衡态模拟结果对比，发现CESM、CCSM3、HadGEM2、MPIESM11和MPIESM12等模式（A组）能较好重现古海洋变暖特征，其他模式则存在显著偏差。

论文第一作者、张一歌指导的博士毕业生刘小庆称，A组模式在高纬度地区变暖放大效应更强，源于更有效的正反馈机制，包括地表反照率反馈、水汽反馈和云反馈等，这些模式更好地捕捉了地球气候系统的根本物理过程。

对比分析显示，过去160年观测到的海洋变暖放大因子显著低于千万年地质记录。这反映出，现代变暖模式受海洋热吸收影响呈瞬态特征，而古海洋模式代表气候系统的平衡态响应。

研究预测，随着气候系统趋向平衡，未来海洋变暖格局将逐渐演化为类似古海洋的模式，特别是北大西洋和南大洋地区变暖将比目前预测更强。基于千年尺度模拟的“模式效应”估算，平衡态下的承诺变暖可能比此前基于150年模拟的估计高14-59%。

该研究揭示了地质时间尺度气候变化的重要规律，有助于筛选更可靠的气候预测工具，提高区域气候变化预测精度，为理解气候系统长期演化提供全新视角。

相关论文信息：https://doi.org/10.1029/2025AV001719