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祁連山對氣候變化響應(yīng)敏感，是研究氣候變化及其機制的典型區(qū)域，氣候變化的歷史相似型，可以為預(yù)測未來氣候變化提供途徑。蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院李育教授團隊用過去的氣候變化預(yù)測到未來，未來全球變暖會導(dǎo)致我國西北地區(qū)暖濕化。

氣候變化的歷史相似型可以為預(yù)測未來氣候變化提供途徑。在地質(zhì)歷史時期，地球曾經(jīng)歷過多次不同時間尺度的暖期，例如：中全新世暖期、中世紀(jì)暖期等。祁連山處于亞洲夏季風(fēng)和中緯度西風(fēng)環(huán)流交匯區(qū)，區(qū)域氣候變化具有季風(fēng)-西風(fēng)過渡帶特有的復(fù)雜性，對氣候變化響應(yīng)敏感，是研究氣候變化及其機制的典型區(qū)域。

蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院李育教授團隊基于古環(huán)境記錄、古氣候模擬和現(xiàn)代觀測，對比了祁連山及周邊地區(qū)中全新世暖期、中世紀(jì)暖期、現(xiàn)代暖期和未來百年暖期的干濕變化，探討了該區(qū)域的氣候變化規(guī)律及其機制，并基于古氣候相似型評估了未來全球變暖情景下青藏高原北緣的干濕變化格局[1]。相關(guān)論文“Transformation and Mechanisms of Climate Wet/Dry Change on the Northern Tibetan Plateau under Global Warming: A Perspective from Paleoclimatology”，發(fā)表在《Science China Earth Sciences》。

研究發(fā)現(xiàn)，祁連山全新世暖期主要受軌道控制的東亞夏季風(fēng)影響，區(qū)域整體表現(xiàn)出溫暖濕潤的特征；中世紀(jì)暖期主要受控于太陽輻射，存在暖干的現(xiàn)象；現(xiàn)代暖期和未來百年暖期主要由溫室氣體增加導(dǎo)致的溫度升高控制，氣候干旱化趨勢顯著。祁連山地區(qū)現(xiàn)代暖期的干濕格局與中世紀(jì)暖期類似，而持續(xù)升溫會導(dǎo)致西風(fēng)帶擴張，氣候逐漸濕潤，未來干濕變化將與中全新世暖期更加相似。

圖1 青藏高原北緣中全新世暖期氣候以溫暖濕潤為主；

中世紀(jì)暖期氣候以溫暖干燥為主

圖2 基于CMIP6多模式模擬的2025~2100年青藏高原北緣

P-E、溫度和風(fēng)場

研究團隊基于古氣候機制揭示多尺度未來全球變化的研究已取得了一系列成果。研究團隊將“柯本氣候分類法”引入古氣候變化研究中，在不同時間尺度上評價氣候變化對中國氣候帶的影響[2]。研究表明，在中全新世暖期，溫帶和大陸性冬季干燥氣候急劇擴張；未來全球變暖雖然會導(dǎo)致我國西北地區(qū)暖濕化，但并不會改變中國整體的氣候類型格局。

東亞和北美同時受到亞熱帶季風(fēng)系統(tǒng)和西風(fēng)環(huán)流的影響，研究團隊對末次冰盛期以來東亞和北美西南部多尺度干濕變化及其與大氣環(huán)流模式的關(guān)系進行了綜合研究[3]。研究發(fā)現(xiàn)，影響東亞和北美季風(fēng)邊緣區(qū)降水的主要因素是太平洋海溫和厄爾尼諾-南方濤動，而不是季風(fēng)強度；隨著全球變暖和ENSO事件頻率的增加，位于半干旱區(qū)的季風(fēng)邊緣區(qū)降水將呈減少趨勢，導(dǎo)致半干旱區(qū)擴大。

內(nèi)流區(qū)約占全球陸地面積的五分之一，大多分布于干旱、半干旱區(qū)，研究團隊評估了不同時間尺度冷暖期全球內(nèi)流區(qū)的干濕狀況[4]。研究指出，現(xiàn)代暖期與中全新世暖期全球內(nèi)流區(qū)的干濕格局對氣候變化的響應(yīng)具有相似性，但響應(yīng)機理差異較大，未來暖期會進一步加劇北美西南部和地中海沿岸內(nèi)流區(qū)的干旱。

末次冰盛期的軌道強迫與現(xiàn)代相似，但溫室氣體濃度和冰蓋大小存在較大差異，研究團隊利用全球末次冰盛期的干濕格局反推未來暖期的干濕格局[5]，結(jié)果顯示，未來遵循“濕更濕，干更干”（wet gets wetter, dry gets drier）假說的地區(qū)占全球陸地面積的22.81%。符合未來“干更干”假說的地區(qū)主要集中在北美西南部、南美洲西南部、地中海、北非、南非和亞洲的部分地區(qū)，符合未來“濕更濕”假說的地區(qū)主要分布在南美洲東北部、非洲中部、俄羅斯西部、東亞和澳大利亞東北部。

論文鏈接

[1] Li et al., 2024. SCES,67. http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11430-023-1260-6

[2] Li et al., 2018. ESR, 177, 458-477.

https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.12.017

[3] Li et al., 2021. QSR, 260,106935.

https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.106935

[4] Li et al., 2020. CP, 16, 2239-2254.

https://doi.org/10.5194/cp-16-2239-2020

[5] Li et al., 2021. EF, 9, e2020EF001907.

https://doi.org/10.1029/2020EF001907