近日，必赢亚州游戏官网海洋学院青年教师韩子轩及其合作者在《Nature Communications》发表了题为“Miocene African topography induces decoupling of Somali Jet and South Asian summer monsoon rainfall”的研究论文。该研究利用全耦合EC-Earth3模式，发现中新世非洲地形演化会导致南亚夏季风和降水的解耦现象，并揭示了其中涉及的关键海气相互作用正反馈机制。
南亚夏季风（SASM）是全球季风系统的重要组成部分，对印度-太平洋水汽输送有重要影响，并支配着当今南亚地区的水循环过程。多种代理记录证明，在地质构造时间尺度上，SASM的强度波动很大。中新世期间，显著的构造活动、大气CO2波动和环境变化均会影响季风变化，引起了人们对SASM演变和关键驱动因素的极大兴趣。
前人研究发现相互矛盾的重建记录证据：一方面，来自阿拉伯海西部的与风相关代用指标表明，与晚中新世相比，中新世中期的索马里急流较弱；而另一方面，与降水相关的记录则发现SASM降水量却增加（图1）。因此，季风环流和降水的这种明显的解耦现象对SASM演变的理解提出了挑战。
图1 EC-Earth3全耦合试验中模拟的非洲中新世地形变化对南亚夏季风（SASM）的影响及其与SASM环流和降水相关重建数据的比较
前人研究将SASM环流和降水强度主要归因于中新世期间喜马拉雅-青藏高原的隆升、极地冰盖发育的扩张或CO2浓度的变化。然而，海洋风记录与陆地降水记录之间的差异表明，可能还有其他边界强迫对SASM系统的多阶段演变起到了关键作用。重建非洲过去的30百万年的地形演化显示，东非裂谷系统（包括埃塞俄比亚高原和东非高原）逐渐隆起，刚果盆地同时下沉了约500米。值得注意的是，非洲的这些构造变化与中中新世晚期（~13Ma）以来出现的“类现代”SASM的时间节点相一致。同时，前人模拟研究也发现了中新世以来SASM变化对东非高地隆起敏感。尽管有这些见解，但在中新世中期至晚中新世之间，索马里急流和降水明显解耦的机制仍然知之甚少。以前的模拟工作受限于大气环流模式的低水平分辨率，或者忽略了中新世非洲的实际地形，以及地形变化引起的海洋反馈过程。这些限制了深入认识非洲地形在SASM演变中的关键作用。
为了解决上述问题，该研究利用全耦合的高分辨率EC-Earth3模式，探究了25 Ma（早中新世）、15Ma（中中新世）和5Ma（晚中新世）非洲地形演化对南亚季风的影响。该研究确定了中新世南亚季风环流和降水解耦的关键驱动因素：非洲地形的变化（图1）。模拟表明，中新世非洲地形的降低会削弱了跨赤道的索马里急流，减少了阿拉伯海西部的上升流，同时通过诱导阿拉伯海上空的大气环流异常而增强了季风降水。而减弱的索马里急流会促进了印度洋正IOD-like的建立，通过海洋-大气正反馈过程进一步促进了季风降水（图2）。以上发现调和了风和降水指标之间的差异，并强调了非洲地形在形成SASM系统的多阶段演变中的关键作用。
图2 中新世非洲地形变化对南亚夏季风环流和降水的影响机制示意图
论文第一作者为必赢亚州游戏官网海洋学院青年教师韩子轩，通讯作者为斯德哥尔摩大学Zhang Qiong教授，合作者还包括斯德哥尔摩大学Niklas Werner博士和王振乾博士、中国地质大学（武汉）李香钰副教授、自然资源部第一海洋研究所姚政权研究员。该研究得到了国家重点研发计划（2024YFF0807903）、国家自然科学基金（42305053, 42275047）、瑞典研究理事会（Vetenskapsrådet, 2022-03129）等项目的支持。
论文信息：Han, Z., Werner, N., Wang, Z. et al. Miocene African topography induces decoupling of Somali Jet and South Asian summer monsoon rainfall. Nat Commun 16, 7172 (2025).
论文连接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62186-y
