受人为强迫影响，地球表面通常会因温室气体截留向外的长波辐射而增温。然而，令人意想不到的是，部分区域在全球变暖背景下反而出现地表降温现象，这一现象被称为变暖空洞。除了已有充分研究的北大西洋和美国东南部变暖空洞外，本文研究表明，大气中二氧化碳浓度上升同样会导致印度地区夏季降温。受二氧化碳直接辐射效应影响，欧亚大陆相对于周边海洋出现增温，使得印度区域的低层水汽输送和垂直运动增强。结合夏季风带来的充沛水汽，以及喜马拉雅山脉、兴都库什山脉的地形阻挡作用，上述环流变化导致云量增加。云量增多会削弱到达地表的太阳入射辐射，进而形成观测到的区域性降温。本研究揭示了一种此前未受足够重视的机制：温室气体强迫可通过大气动力过程，反常地引发区域性降温。

1.数据来源

（1）气候模式数据

①采用CMIP6（第六次国际耦合模式比较计划） 多模式集合模拟数据，是研究的核心数据支撑。②用到 7 类关键模拟试验：piControl（工业前控制）、abrupt-4×CO₂/2×CO₂/0.5×CO₂（CO₂突变试验）、amip/amip-4×CO₂（大气单独模拟）、historical（历史强迫模拟）。

（2）观测验证数据

①CRU TS v4.09：英国气候研究中心的月均地表气温格点数据，用于验证模式对印度气温的模拟能力。

②GPCP：全球降水气候计划月降水数据，用于界定全球陆地季风区范围。

（3）CO₂浓度数据

工业前基准：284.70 ppm；1950 年：312.0 ppm；2024 年：422.80 ppm，用于量化降温幅度。

2.研究方法

（1）CO₂辐射强迫效应分离方法

采用两套互补试验框架，排除海洋反馈作用，直接分析大气对 CO₂的响应：①AMIP 类方法：对比 amip 与 amip-4×CO₂的 30 年气候态差值，固定海温与海冰，完全排除海洋反馈。②突变试验方法：在耦合模式中，剔除全球平均海温变化的影响，取回归截距作为纯 CO₂辐射强迫响应。

（2）近地面气温热力学分析

基于大气动力学能量方程简化，分解气温异常成因：①水平温度平流项：异常风输送气候态温度、气候风输送异常温度。②非绝热加热项：以辐射与潜热加热为主，定性分析其对近地面气温的贡献。

（3） 季风区界定

依据 GPCP 降水数据，满足夏季减冬季降水＞2.0 mm・day⁻¹、夏季降水占年总量＞55% 的区域，定义为全球陆地季风区。

（4）降温幅度估算

假设辐射强迫与 CO₂浓度呈对数关系、辐射强迫 - 温度呈线性关系，估算历史时期 CO₂导致的印度夏季降温量。

本研究基于 CMIP6 多模式模拟证实，在全球变暖背景下，CO₂辐射强迫可独立通过大气动力过程引发印度夏季区域性降温，形成新型 “变暖空洞”。该降温仅出现在喜马拉雅山脉以南的印度半岛，局限于 6—8 月夏季风期与对流层低层，核心机制是 CO₂使欧亚大陆相对海洋快速增温，强化海陆热力差与印度低层西南风水汽输送，叠加地形阻挡引发强烈上升运动与云量增多，削弱地表太阳辐射并伴随冷平流，最终导致夏季降温。而东亚因缺乏类似地形屏障未出现该现象，这一发现修正了变暖空洞仅由海洋或气溶胶驱动的传统认知，提示印度区域气候评估需纳入 CO₂动力降温效应，且减排降低 CO₂浓度可能加剧当地夏季热浪风险。

引用：Liu, J., Qu, X., Huang, G. et al. CO2 radiative forcing induces summer cooling over India. Nat Commun 17, 2724 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69875-2