亚洲中部干旱区变湿驱动机制

转载 生态学者

包括中亚五国和我国新疆的亚洲中部干旱区（以下简称中亚干旱区）常年干旱少雨，是地球上最大的非地带性干旱区之一，也属于水资源和生态系统最脆弱的地区。多种观测资料显示，中亚干旱区（特别是我国新疆地区）过去几十年来存在着显著的变湿趋势（图1），但这一变湿趋势的影响因素和驱动机制尚不完全清楚。

最近，中国科学院地球环境研究所气候模拟团队解小宁研究员等联合美国、欧洲及日本的科学家，基于降水驱动和响应模式比较计划（PDRMIP）的多模式模拟结果研究表明，南亚和东亚的人为硫酸盐气溶胶污染会导致中亚干旱区夏季降水（特别是对流性降水和极端降水）显著增加，由此可以解释中亚干旱区的显著变湿趋势。南亚和东亚污染地区的硫酸盐气溶胶浓度升高，通过快反应过程降低了亚洲中纬度地区大气温度，引发对流层高层亚洲西风急流向赤道方向移动。通过水汽收支分析发现，西风急流南移有利于来自低纬度的水汽供应增多及水汽在中亚干旱区的汇聚（图2）。相反地，吸收性黑碳气溶胶会使得亚洲西风急流向北移动，导致中亚干旱区夏季降水有所减少，这可能会部分地抵消硫酸盐气溶胶的气候效应。

该研究表明中亚干旱区降水异常与南亚和东亚地区人为气溶胶排放之间存在遥相关，突出了人为气溶胶对大气环流和水循环影响的远程效应，并指出我国西北地区气候变化除了受到全球温室气体排放的影响，还依赖于南亚和东亚污染区的气溶胶排放，为准确预估我国西北地区未来气候变化提供了新的线索。

图1 1961到2005年亚洲中部干旱区降水(a, b)和西风变化趋势(c)，以及温室气体加倍试验引起该地区降水的季节变化(d)

图2 南亚和东亚的人为硫酸盐气溶胶污染导致中亚干旱区夏季降水增加的机制示意图