二甲基硫（DMS）是最重要的海洋揮發性生源硫化物🧌，也是大氣硫化物的主要來源2️⃣。DMS 作為氣溶膠的主要前體物，有利於促進雲的形成，從而阻擋來自太陽的輻射🥱🙆🏿‍♀️，降低地球表面溫度，因此其又稱為“反溫室氣體”🖼👨🏻‍💼。 最近發布的政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告（AR6）中明確指出目前地球系統模式中對於 DMS 生成機製的不確定性較大，以及對過去 DMS 歷史變化規律的了解不夠等原因，在未來氣候預估中並沒有考慮 DMS 排放變化帶來的影響。

       為此👩‍💻，我系畢業的趙俊日博士（第一作者）和張艷教授（通訊作者）基於全球範圍內多年觀測數據，構建了表層海水中 pCO₂（二氧化碳分壓💇🏼‍♀️🤞，海洋中溶解二氧化碳濃度的指標） 和 DMS 濃度響應模型，並結合第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6）中多個地球系統模式氣候預測數據和在線耦合微物理學模塊的大氣化學傳輸模式（GEOS-Chem-TOMAS）🦠🥷🏼，研究未來人為源 CO₂ 排放驅動下的全球海洋生態系統變化對DMS排放以及其導致的輻射強迫的影響🏟。

       研究發現全球海洋表層 pCO₂ 與 DMS 濃度之間存在較強的負相關（圖1(a)）🥯，而 CMIP6 的地球系統模式並沒有成功捕捉到這一響應關系🧑‍🦼，由於目前地球系統模式中的參數化方案（pCO₂ 對 DMS 排放的約束）的不確定性，其可能不足以準確表征 pCO₂ 對 DMS 排放的約束（圖1(b)）。未來預測結果表明（SSP5-8.5情景），本世紀末全球海洋表層 DMS 濃度（PROJ）相比歷史期間（BASE）下降了15.1%（7.0-26.3%）（圖2））👮🏼‍♀️，而 DMS 排放引起的全球平均直接輻射強迫（DRF）和第一間接輻射強迫(cloud-albedo IRF)的冷卻效應分別減少了16.4%和12.1%（圖3）👳🏿‍♂️，其相當於 IPCC 的 AR6 報告中未來（SSP5-8.5情景）全球總氣溶膠輻射強迫的約9.5-11.1%。

       過去十年中全球人為源硫化物排放量呈明顯的下降趨勢，因此自然源排放 DMS 對未來全球，區域大氣硫循環中起著越來越重要的作用🤾🏽。該研究結果表明，未來人為源 CO₂ 排放帶來的海洋生態系統變化（海洋酸化），會顯著影響“DMS 的生產能力（capacity）”，從而減少 DMS 排放以及其導致的輻射強迫冷卻效應。因此🙃，在預測未來氣候變化時，有必要考慮 DMS 變化的帶來的潛在氣候影響。

       該結果刊登於 npj 集團下屬系列期刊npj Climate and Atmospheric Science （2023年影響因子9.0）。本研究第一單位為沐鸣2开户，合作單位還包括美國科羅拉多大學和美國PSE健康能源所等🧑🏿‍🔬。本研究得到國家自然科學基金面上項目、 上海市科委項目和國家重點研發項目聯合資助🧑🏿‍⚖️。

       論文信息：Zhao, J., Zhang, Y., Bie, S. et al. Changes in global DMS production driven by increased CO2 levels and its impact on radiative forcing. npj Clim Atmos Sci 7, 18 (2024). https://doi.org/10.1038/s41612-024-00563-y

       論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41612-024-00563-y.pdf

圖1. ESMs中pCO2和DMS的響應關系。（a）表層海水中pCO2和DMS對比散點圖，（b）CMIP6地球系統模式預測的海洋pCO2和DMS（左y軸）以及pCO2和和海洋凈初級生產力（右y軸）對比。

圖2. 全球表層海水中DMS濃度在歷史期間（Historical）、CMIP6模式預測結果（BASE）和本研究預測（PROJ）結果中的差異

圖3. 2099年大氣DMS濃度和DMS 排放導致的直接輻射強迫和第一間接輻射強迫空間分布

供稿：張艷課題組

編輯🤬：李博海

審核💆🏿‍♀️：張立武