中新網北京10月12日電 (記者 孫自法)以青藏高原為(wei) 主體(ti) 的亞(ya) 洲高山區既是氣候變化敏感區，又是生態環境脆弱區，其未來將“變幹”還是“變濕”、降水變化受何影響等議題，長期以來備受關(guan) 注。

　　中國科學院大氣物理研究所(大氣所)周天軍(jun) 研究員團隊聯合美國太平洋西北國家實驗室、德國馬普氣象研究所和中國海洋大學等科研同行，最新研究揭示出引起1950年代以來亞(ya) 洲高山區夏季降水北部增多(“北變濕”)、南部減少(“南變幹”)的“雙核型”變化，以及未來喜馬拉雅降水變化拐點的驅動因子和動力機製，為(wei) 預估和應對氣候變化提供新的科學視角。

　　這項國際合作研究發現，受溫室氣體(ti) 增加和人為(wei) 氣溶膠排放減少的共同影響，未來亞(ya) 洲高山區夏季降水將整體(ti) 增多。受全球範圍內(nei) 包括亞(ya) 洲地區的“清潔空氣”行動影響，人為(wei) 氣溶膠排放量的減少有利於(yu) 喜馬拉雅降水從(cong) 過去的“變幹”轉為(wei) 未來的“變濕”，從(cong) 而主導亞(ya) 洲高山區從(cong) “雙核”向“單核”降水型變化的拐點。這一氣候變化研究重要成果論文，北京時間10月11日夜間在國際著名學術期刊《自然》(Nature)上線發表。

　　揭示曆史時期“南變幹-北變濕”關(guan) 鍵因素

　　論文通訊作者周天軍(jun) 研究員介紹說，伴隨著全球增暖，亞(ya) 洲高山區水循環發生前所未有的變化，麵臨(lin) 冰川退縮、積雪減少和凍土退化等問題。亞(ya) 洲高山區陸地水資源的變化在空間上並不均勻，這與(yu) 該地區降水“雙核型”變化有關(guan) 。此前的研究表明，亞(ya) 洲高山區未來呈整體(ti) 暖濕化特征，並持續整個(ge) 21世紀。不過，位於(yu) 青藏高原東(dong) 南部的喜馬拉雅當前呈現“變幹”特征的區域何時轉為(wei) “變濕”則並不清楚。

　　氣候預估是應對氣候變化的相關(guan) 決(jue) 策的基礎，而預測未來首先需要理解曆史變化機理。為(wei) 揭示引起亞(ya) 洲高山區降水在曆史時期“南變幹-北變濕”的關(guan) 鍵驅動因子，研究團隊首先尋找到主導該地區夏季降水十年及以上時間尺度變化的兩(liang) 個(ge) 模態：在第一模態中，青藏高原北部和南部降水呈現相反的變化，即當北部降水增多時，南部降水減少，這一模態與(yu) 歐亞(ya) 大陸上空西風急流強度的變化密切相關(guan) ，故被稱為(wei) “西風相關(guan) 模態”，其從(cong) 20世紀50年代以來一直呈增強態勢；在第二模態中，青藏高原東(dong) 南部和南亞(ya) 降水呈現反相變化，即當南亞(ya) 季風降水增多時，高原東(dong) 南部降水減少，這一模態被稱為(wei) “季風相關(guan) 模態”，它存在十幾至幾十年的年代際波動。

　　“亞(ya) 洲高山區夏季降水‘雙核型’變化主要是由西風相關(guan) 模態決(jue) 定的。疊加了季風相關(guan) 模態後，高原東(dong) 南部降水呈現出顯著的年代際振蕩特征。”論文第一作者、中國科學院大氣所博士後江潔指出，南亞(ya) 季風降水在20世紀後半葉持續下降，而在21世紀初開始恢複增加，南亞(ya) 季風降水增加引起的潛熱通量釋放，作為(wei) 熱源激發出其東(dong) 側(ce) 高原南部的東(dong) 風異常，導致輸送至高原東(dong) 南部的水汽減少，使得過去20餘(yu) 年來青藏高原東(dong) 南部降水減少趨勢增強。

　　雙重影響通過雙模態共塑“雙核型”格局

　　在揭示出降水變化的主要模態後，下一個(ge) 問題是如何從(cong) 中識別不同影響因子的“信號”。降水的長期變化受到人為(wei) 外強迫(包括人為(wei) 溫室氣體(ti) 和氣溶膠排放等)和氣候係統內(nei) 部變率(包括太平洋年代際振蕩、北大西洋多年代際振蕩等)的共同影響。研究團隊借助多氣候模式的不同強迫因子的分離強迫試驗和大樣本超級集合模擬試驗，應用“最優(you) 指紋法”等氣候變化研究方法，針對兩(liang) 個(ge) 模態分別進行檢測歸因分析。

　　研究發現，過去半個(ge) 多世紀“西風相關(guan) 模態”的增強，主要與(yu) 人為(wei) 氣溶膠的不均勻排放有關(guan) 。它通過影響對流層溫度梯度，進一步調控歐亞(ya) 大陸上空西風急流的強度，最終導致亞(ya) 洲高山區域降水呈現“雙核型”變化。與(yu) 之相反，溫室氣體(ti) 持續排放引起的增溫增濕，則有利於(yu) 整個(ge) 亞(ya) 洲高山區降水的增多。

　　“季風相關(guan) 模態”的周期性波動則主要與(yu) 太平洋年代際振蕩有關(guan) ，當熱帶中東(dong) 太平洋海溫降低，而副熱帶西太平洋海溫升高時，季風相關(guan) 模態增強，令南亞(ya) 季風核心區降水增加，其加熱作用通過進一步引發環流異常而使得青藏高原東(dong) 南部降水減少。

　　因此，是人為(wei) 氣溶膠的不均勻排放和太平洋年代際振蕩位相轉換分別通過影響“西風相關(guan) 模態”與(yu) “季風相關(guan) 模態”，共同塑造了以青藏高原為(wei) 主體(ti) 的亞(ya) 洲高山區夏季降水長期變化的“雙核型”格局。

　　人為(wei) 氣溶膠減排促喜馬拉雅從(cong) “變幹”轉“變濕”

　　氣候預估研究表明未來高原降水將整體(ti) 增多，那麽(me) 從(cong) “雙核型”曆史變化向整體(ti) 增多轉換的“拐點”又何時發生？江潔表示，氣候預估不是氣候預測，氣候預估是基於(yu) 不同人為(wei) 輻射強迫排放情景給出，以展現不同政策選擇所帶來的氣候影響及社會(hui) 風險。“其中，中等溫室氣體(ti) 排放情景(SSP2-4.5)和高溫室氣體(ti) 排放情景(SSP5-8.5)是我們(men) 常用的兩(liang) 種最新排放情景。前者是社會(hui) 、經濟和技術最貼近其曆史趨勢的情景，後者則是高輻射強迫和高社會(hui) 脆弱性的組合。兩(liang) 種情景的人為(wei) 氣溶膠排放路徑相似，但溫室氣體(ti) 分別為(wei) 中等和高排放情景。”

　　研究團隊發現，受溫室氣體(ti) 增加和人為(wei) 氣溶膠排放減少的共同影響，在這兩(liang) 種情景下未來亞(ya) 洲高山區夏季降水均將增多。溫室氣體(ti) 排放在曆史時期和未來均有利於(yu) 該地區降水整體(ti) 增多，不是導致喜馬拉雅降水變化拐點的主要原因。

　　有別於(yu) 溫室氣體(ti) 的作用，人為(wei) 氣溶膠在曆史變化和未來變化中扮演的角色不同。在曆史時期，人為(wei) 氣溶膠濃度的不均勻增加有利於(yu) 喜馬拉雅地區降水減少，但在未來情景中，受全球範圍內(nei) 包括亞(ya) 洲地區的“清潔空氣”行動影響，人為(wei) 氣溶膠的排放量將減少，這有利於(yu) 喜馬拉雅降水從(cong) 過去的“變幹”轉為(wei) 未來的“變濕”，從(cong) 而主導了亞(ya) 洲高山區從(cong) “雙核”向“單核”降水型變化的拐點。

　　“基於(yu) 對曆史時期高原降水變化機理的研究，我們(men) 知道太平洋年代際振蕩等內(nei) 部變率對高原降水的影響很大，尤其是在青藏高原東(dong) 南部。因此，需要預測人為(wei) 影響引起的降水變化何時能超過內(nei) 部變率造成的降水異常範圍，氣候變化研究領域將此稱作‘人為(wei) 影響萌現期’。”周天軍(jun) 解釋說。

　　研究團隊進一步計算人為(wei) 活動引起的高原增濕何時會(hui) 超過氣候係統內(nei) 部變率的影響，發現在SSP2-4.5和SSP5-8.5排放情景下，當全球平均溫度較之工業(ye) 化前的升溫達到約1.9℃時，人類活動的影響將超越氣候係統內(nei) 部變率的影響，從(cong) 而主導高原東(dong) 南部夏季降水變化。

　　周天軍(jun) 強調，亞(ya) 洲高山區降水的變化關(guan) 乎冰川水儲(chu) 量和生態環境變化，未來喜馬拉雅一帶從(cong) “變幹”轉為(wei) “變濕”的拐點是一個(ge) 眾(zhong) 所關(guan) 注的問題，希望這項研究成果能夠為(wei) 有效應對區域氣候變化提供科學參考。(完)