自工业革命以来，全球变暖已成为气候变化最显著的特征。这种增温在区域尺度上并不均匀，一些区域表现出增温显著偏弱乃至地表降温的现象——这种现象被称为“增温空洞”（warming hole）。已有研究表明，该现象可能源于多种机制，但大多数解释都强调海洋过程、气溶胶强迫以及气候系统内部自然变率的核心作用。
中国科学院大气物理研究所科研团队发表于Nature Communications的研究揭示了一个未被充分认识的现象：CO2直接辐射效应的增强可在夏季引发印度区域的地表冷却，对该地区“增温空洞”现象产生贡献。其中，CO2直接辐射效应是指CO2浓度变化直接引起的辐射强迫效应，该效应独立于海洋过程、气溶胶和气候系统内部自然变率的影响。
基于耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）实验数据，研究发现，夏季CO2直接辐射效应增强可使欧亚大陆增暖幅度大于周围海洋，从而增强向印度输送的低层西南气流。喜马拉雅山脉和兴都库什山脉的地形屏障作用，叠加丰富的季风水汽，有利于形成强烈的上升—降水反馈，放大印度上空的垂直运动。其结果是印度区域云量增多，抵达地表的太阳辐射减弱，最终形成地表降温。此外，欧亚大陆相对印度洋的增暖增强了海陆热力对比，进一步促进向印度的水汽输送和云量增加。
上述印度地表降温具有明显的季节依赖性，主要出现在北半球夏季。这与环境水汽的季节变化密切相关。6—9月，印度上空平均水汽含量高于其他月份，为增强对流和“上升—降水—云”反馈提供了有利条件；而在较干燥的月份，可降水量较低，该反馈机制显著减弱。
与印度不同，东亚同样是季风主导、夏季水汽丰富的区域，却未表现出CO2直接辐射效应导致的地表降温。这一对比凸显了区域地形在温室气体强迫热效应中的关键作用。喜马拉雅山脉和兴都库什山脉位于印度次大陆以北，当CO2直接辐射强迫增强时，印度西南季风增强，地形屏障促进低层水汽辐合，进而增强印度上空的上升运动和云量增加。相比之下，东亚在异常低层风路径上缺乏类似的地形屏障，水汽辐合较弱，云的形成受到限制。
此外，在CO2浓度突然升高的情景下，印度夏季短期内出现降温的概率反而更高。这是因为CO2对印度夏季温度存在两种方向相反的效应：直接辐射强迫倾向于使印度夏季降温，而CO2浓度上升引起的海温响应则倾向于增暖印度地表。在CO2浓度突增当年，海温尚未充分响应CO2变化，直接辐射强迫因此占据主导，印度夏季更可能出现降温。
论文第一作者为博士生刘劲宏，通讯作者为屈侠副研究员和黄刚研究员，合作作者为律成林，作者均来自中国科学院大气物理研究所。论文受到国家自然科学基金项目重点项目（42530606）和国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目（42261144687）的资助。
文章信息：
Liu, J. H., X. Qu, G. Huang, and C. L. Lyu, 2026: CO2 radiative forcing induces summer cooling over India. Nature Communications, 17, 2724, https://www.nature.com/articles/s41467-026-69875-2.
图1 夏季陆地地表气温对CO2直接辐射强迫的响应。（a）为amip相关实验中夏季全球陆地地表气温的响应。（b）同（a），但聚焦印度次大陆。响应为多模式集合（MME）结果。黑点表示该区域至少75%的模式与MME符号一致。（c）为amip相关实验中印度区域[15–28°N, 72–87°E]区域平均气温响应的垂直廓线（红线），粉色阴影表示MME的95%置信区间。（d-f）同（a-c），但为piControl、abrupt-4×CO2结果。单位为K。
