大气CO2的季节性变化是反映地球碳循环与气候变化互馈过程的关键信号。然而，大气环流如何重新分配不同纬度来源的CO2季节性信号，以及这一过程在全球尺度上如何影响CO2季节性振幅的长期演变趋势，尚缺乏系统的量化认识。

针对上述问题，中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室朱家文研究团队通过多源观测数据融合、统计分解方法和GEOS-Chem大气输送模型模拟，系统量化了大气输送对北半球CO2季节变化的影响，并从全球视角揭示了CO2季节性振幅（SCA）趋势的时空异质性及其驱动机制。

研究发现，在北半球，中纬度地区（20°N–50°N）的大气输送对CO2季节变化的贡献超过50%，甚至超过了陆地生态系统的影响。大气输送的“输入”效应会增强CO2的季节性振幅并改变其位相，而“输出”效应则起抑制作用。北半球中纬度是CO2季节性的最强源区，热带地区则为汇区。

在全球尺度上，基于68个观测站点和27组模型数据的分析表明，北半球高纬度地区的CO2季节性振幅自1960年代以来显著增强，且这种增强近年来呈现加速态势，加速幅度达74.24%。这种加速由陆地生态系统碳通量变化（贡献45.60%）和大气输送（贡献40.91%）共同驱动。与北半球高纬度不同，热带和南半球中高纬度地区的SCA增强趋势并不稳定，历史上显著增强的时段仅占38.30%和22.43%。这些区域的SCA趋势在1990年代前后经历了从负向正的年代际转折，而主导这一转折的关键因素正是大气输送。

这些成果量化了大气环流对CO2季节信号的再分配作用，为理解地表碳通量与大气CO2的耦合关系提供了新视角，也为改进碳循环模型提供了重要约束。

相关成果发表在《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》和《Earth's Future》，第一作者是博士研究生郭林阳，通讯作者是朱家文副研究员，合作者包括英国埃克塞特大学Stephen Sitch和Pierre Friedlingstein教授、阿尔弗雷德·韦格纳研究所Judith Hauck、中山大学戴永久院士、北京大学张尧研究员、大气所李芳研究员和曾晓东研究员。

论文信息：

Guo, L., Zhu, J., Zeng, X., 2026: The Key Influences of Atmospheric Transport on the Seasonal Variation of Atmospheric CO2 Across the Northern Hemisphere. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131(10). https://doi.org/10.1029/2026JD046313.

Guo, L., Zhu, J., Sitch, S., Friedlingstein, P., Hauck, J., Dai, Y., Zhan, Y., Li, F., Zeng, X., 2026: Divergent trends in the seasonal amplitude of atmospheric CO2 across the globe. Earth's Future, 14, e2026EF008364. https://doi.org/10.1029/2026EF008364.

图1（a）CAMS驱动和（c）Jena驱动试验中四个因子（陆地、海洋、化石燃料和风）对CO2季节循环的贡献。b和d分别对应了大气输送效应在北半球三个区域中的区域贡献。

图2 各因子对SCA趋势的贡献。左列为CAMS驱动的GEOS-Chem模拟，右列为Jena驱动。a–l 分别对应六个区域：Boreal (a, b)、NH Temperate (c, d)、NH Tropics (e, f)、SH Tropics (g, h)、SH Temperate (i, j)、SH Ocean (k, l)。绿色为陆地、蓝色为海洋、红色为化石燃料排放、黄色为大气输送、灰色为残余项，斜纹填充表示统计不显著（P > 0.1）。实心与空心圆点分别表示对照模拟中SCA趋势显著与不显著。