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黄晓芳等-JGR:上新世温暖期东亚夏季风北边缘:数值模拟与地质记录
2019-04-19 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  季风边缘是表示季风系统扩张、收缩和移动及其与周边系统相互作用的特殊边界,它代表夏季风每年向北推进达到的最北界东亚夏季风北边缘作为表征东亚夏季风进退的有效指标之一,敏感地记录了夏季风雨带的进退。许多学者将其变化与人类CO2排放导致的温室效应联系起来,但是全球变暖对东亚夏季风到底有着怎样的影响则存在很大的争议。 

  中上新世(3.0-3.3 Ma)作为距今最近的大气CO2浓度超过400ppmv的时期,是理解未来气候变化的地质历史相似型,中科院地质与地球物理所新生代地质与环境院重点实验室博士研究生黄晓芳,在导师杨石岭研究员和大气物理所姜大膀研究员的指导下,运用中上新世模拟交叉对比计划(PlioMIP)中共16个气候模式的数值模拟结果,重建了中上新世和工业革命前东亚夏季风北边缘(图1),并与地质记录重建结果(图2)进行了对比,探讨了东亚夏季风北边缘位置变化机制(图3)。主要结论如下: 

  1)模拟结果显示中上新世温暖期东亚夏季风北边缘相对于工业革命前向北推移了约150 km地质记录重建结果与模式模拟结果较一致,细节上存在着差异。两者均显示上新世东亚夏季风北边缘北移,但与模拟结果显示的显著南北向分异气候格局相比,地质记录显示上新世东亚气候格局既有显著的南北分异特征,也有明显的东西向分异。 

  2)中上新世西太平洋副热带高压强度的增强以及位置的西伸导致了东亚夏季风的增强,使得夏季风北边缘向北偏移,雨带深入中国北方。 

工业革命前(绿线)、中上新世(红线)以及现代(1981-2010,黑线)东亚夏季风北边缘的变化情况

中上新世古气候记录。实线指降水量为500毫米的等值线,代表现代湿润-半湿润和干旱-半干旱地区的分界线;虚线表示中上新世干湿分界线

3 a)工业革命前多模式集合平均夏季850hPa风场(单位:m s–1)分布图;(b)中上新世与工业革命前多模式集合平均夏季850hPa风场(单位:m s–1)差异场;(c500hPa位势高度场5845线,红色为上新世,绿色为工业革命前    

  该研究为全球变暖背景下东亚夏季风的可能变化提供了地质依据,未来增温很可能通过影响西太平洋副高的位置来影响夏季风雨带。 

  研究成果发表于JGR: Atmospheres。(Huang X, Jiang D, Dong X, et al. Northwestward migration of the northern edge of the East Asian summer monsoon during the Mid-Pliocene warm period: Simulations and reconstructions[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2019, 124(3), 1392-1404. DOI: 10.1029/2018JD028995)(原文链接 

 
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