向平流层注射硫酸盐气溶胶（SAI）的地球工程试验可以通过减少到达地面的太阳辐射而降低气温，但也存在一定的负面影响。冰岛位于北大西洋和北冰洋的交汇处，该区域的气候受到太阳辐射和大西洋经向翻转环流（AMOC）的影响。但是目前SAI地球工程试验对冰岛气候的影响并不清楚，而冰川作为气候变化的指示器，可以通过研究冰岛冰帽表面物质平衡进而反映地球工程试验对冰岛气候的影响。
我实验室极地海洋与气候变化创新团队基于4种地球系统模式作为气候强迫场，利用表面物质能量平衡模型SEMIC，模拟了1982-2089年间SAI地球工程试验G4情景、典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5情景下冰岛瓦特纳冰帽的表面物质平衡和径流的变化。预估结果表明：2020-2069年间在地球工程试验G4情景下瓦特纳冰帽的近地面气温和到达地面的长波辐射比RCP4.5情景下分别低0.4 ℃和2.4 Wm-2，而降雪增加4.9 mm yr-1；表面物质平衡在G4、RCP4.5 和RCP8.5情景下分别为-0.34±0.18 m yr-1、 -0.56±0.06 m yr-1 和-0.66±0.04 m yr-1; G4情景下的表面径流分别比RCP4.5和RCP8.5情景低6±6%和7±6%。尽管SAI地球工程试验可以减少瓦特纳冰帽的表面径流，但该减少量远小于对格陵兰冰盖表面径流的减少量。主要原因是冰岛比格陵兰更易受到AMOC的影响，地球工程G4情景会增加AMOC的强度，进而给冰岛带来了更多的热量，使得G4情景下冰岛的降温效应小于格陵兰冰盖。
该研究成果近期发表于期刊Earth’s Future（中科院SCI一区，影响因子7.495）上，题为“Vatnajökull mass loss under solar geoengineering due to the North Atlantic meridional overturning circulation”。创新团队核心成员、北京师范大学赵励耘副教授为文章的通讯作者。
图：基于4种地球系统模式在4种气候情景（历史情景、平流层硫酸盐气溶胶地球工程试验G4情景、典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5情景）下模拟的气候强迫场，利用表面物质能量平衡模型SEMIC模拟得到的1982-2089年间瓦特纳冰帽表面物质平衡的演化。图(a)-(d)的强迫场分别来自BNU-ESM、HadGEM2-ES、MIROC-ESM、MIROC-ESM-CHEM模式模拟结果。 图(e)为模式集合平均。
该研究得到国家自然科学基金、南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。
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