中新網(wǎng)北京10月12日電 (記者 孫自法)以青藏高原為主體的亞洲高山區(qū)既是氣候變化敏感區(qū)，又是生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，其未來將“變干”還是“變濕”、降水變化受何影響等議題，長期以來備受關(guān)注。

　　中國科學(xué)院大氣物理研究所(大氣所)周天軍研究員團(tuán)隊聯(lián)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(xué)等科研同行，最新研究揭示出引起1950年代以來亞洲高山區(qū)夏季降水北部增多(“北變濕”)、南部減少(“南變干”)的“雙核型”變化，以及未來喜馬拉雅降水變化拐點的驅(qū)動因子和動力機制，為預(yù)估和應(yīng)對氣候變化提供新的科學(xué)視角。

　　這項國際合作研究發(fā)現(xiàn)，受溫室氣體增加和人為氣溶膠排放減少的共同影響，未來亞洲高山區(qū)夏季降水將整體增多。受全球范圍內(nèi)包括亞洲地區(qū)的“清潔空氣”行動影響，人為氣溶膠排放量的減少有利于喜馬拉雅降水從過去的“變干”轉(zhuǎn)為未來的“變濕”，從而主導(dǎo)亞洲高山區(qū)從“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(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)上線發(fā)表。

　　揭示歷史時期“南變干-北變濕”關(guān)鍵因素

　　論文通訊作者周天軍研究員介紹說，伴隨著全球增暖，亞洲高山區(qū)水循環(huán)發(fā)生前所未有的變化，面臨冰川退縮、積雪減少和凍土退化等問題。亞洲高山區(qū)陸地水資源的變化在空間上并不均勻，這與該地區(qū)降水“雙核型”變化有關(guān)。此前的研究表明，亞洲高山區(qū)未來呈整體暖濕化特征，并持續(xù)整個21世紀(jì)。不過，位于青藏高原東南部的喜馬拉雅當(dāng)前呈現(xiàn)“變干”特征的區(qū)域何時轉(zhuǎn)為“變濕”則并不清楚。

　　氣候預(yù)估是應(yīng)對氣候變化的相關(guān)決策的基礎(chǔ)，而預(yù)測未來首先需要理解歷史變化機理。為揭示引起亞洲高山區(qū)降水在歷史時期“南變干-北變濕”的關(guān)鍵驅(qū)動因子，研究團(tuán)隊首先尋找到主導(dǎo)該地區(qū)夏季降水十年及以上時間尺度變化的兩個模態(tài)：在第一模態(tài)中，青藏高原北部和南部降水呈現(xiàn)相反的變化，即當(dāng)北部降水增多時，南部降水減少，這一模態(tài)與歐亞大陸上空西風(fēng)急流強度的變化密切相關(guān)，故被稱為“西風(fēng)相關(guān)模態(tài)”，其從20世紀(jì)50年代以來一直呈增強態(tài)勢；在第二模態(tài)中，青藏高原東南部和南亞降水呈現(xiàn)反相變化，即當(dāng)南亞季風(fēng)降水增多時，高原東南部降水減少，這一模態(tài)被稱為“季風(fēng)相關(guān)模態(tài)”，它存在十幾至幾十年的年代際波動。

　　“亞洲高山區(qū)夏季降水‘雙核型’變化主要是由西風(fēng)相關(guān)模態(tài)決定的。疊加了季風(fēng)相關(guān)模態(tài)后，高原東南部降水呈現(xiàn)出顯著的年代際振蕩特征。”論文第一作者、中國科學(xué)院大氣所博士后江潔指出，南亞季風(fēng)降水在20世紀(jì)后半葉持續(xù)下降，而在21世紀(jì)初開始恢復(fù)增加，南亞季風(fēng)降水增加引起的潛熱通量釋放，作為熱源激發(fā)出其東側(cè)高原南部的東風(fēng)異常，導(dǎo)致輸送至高原東南部的水汽減少，使得過去20余年來青藏高原東南部降水減少趨勢增強。

　　雙重影響通過雙模態(tài)共塑“雙核型”格局

　　在揭示出降水變化的主要模態(tài)后，下一個問題是如何從中識別不同影響因子的“信號”。降水的長期變化受到人為外強迫(包括人為溫室氣體和氣溶膠排放等)和氣候系統(tǒng)內(nèi)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(tuán)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(yīng)用“最優(yōu)指紋法”等氣候變化研究方法，針對兩個模態(tài)分別進(jìn)行檢測歸因分析。

　　研究發(fā)現(xiàn)，過去半個多世紀(jì)“西風(fēng)相關(guān)模態(tài)”的增強，主要與人為氣溶膠的不均勻排放有關(guān)。它通過影響對流層溫度梯度，進(jìn)一步調(diào)控歐亞大陸上空西風(fēng)急流的強度，最終導(dǎo)致亞洲高山區(qū)域降水呈現(xiàn)“雙核型”變化。與之相反，溫室氣體持續(xù)排放引起的增溫增濕，則有利于整個亞洲高山區(qū)降水的增多。

　　“季風(fēng)相關(guān)模態(tài)”的周期性波動則主要與太平洋年代際振蕩有關(guān)，當(dāng)熱帶中東太平洋海溫降低，而副熱帶西太平洋海溫升高時，季風(fēng)相關(guān)模態(tài)增強，令南亞季風(fēng)核心區(qū)降水增加，其加熱作用通過進(jìn)一步引發(fā)環(huán)流異常而使得青藏高原東南部降水減少。

　　因此，是人為氣溶膠的不均勻排放和太平洋年代際振蕩位相轉(zhuǎn)換分別通過影響“西風(fēng)相關(guān)模態(tài)”與“季風(fēng)相關(guān)模態(tài)”，共同塑造了以青藏高原為主體的亞洲高山區(qū)夏季降水長期變化的“雙核型”格局。

　　人為氣溶膠減排促喜馬拉雅從“變干”轉(zhuǎn)“變濕”

　　氣候預(yù)估研究表明未來高原降水將整體增多，那么從“雙核型”歷史變化向整體增多轉(zhuǎn)換的“拐點”又何時發(fā)生？江潔表示，氣候預(yù)估不是氣候預(yù)測，氣候預(yù)估是基于不同人為輻射強迫排放情景給出，以展現(xiàn)不同政策選擇所帶來的氣候影響及社會風(fēng)險?！捌渲校械葴厥覛怏w排放情景(SSP2-4.5)和高溫室氣體排放情景(SSP5-8.5)是我們常用的兩種最新排放情景。前者是社會、經(jīng)濟和技術(shù)最貼近其歷史趨勢的情景，后者則是高輻射強迫和高社會脆弱性的組合。兩種情景的人為氣溶膠排放路徑相似，但溫室氣體分別為中等和高排放情景?！?/p>

　　研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，受溫室氣體增加和人為氣溶膠排放減少的共同影響，在這兩種情景下未來亞洲高山區(qū)夏季降水均將增多。溫室氣體排放在歷史時期和未來均有利于該地區(qū)降水整體增多，不是導(dǎo)致喜馬拉雅降水變化拐點的主要原因。

　　有別于溫室氣體的作用，人為氣溶膠在歷史變化和未來變化中扮演的角色不同。在歷史時期，人為氣溶膠濃度的不均勻增加有利于喜馬拉雅地區(qū)降水減少，但在未來情景中，受全球范圍內(nèi)包括亞洲地區(qū)的“清潔空氣”行動影響，人為氣溶膠的排放量將減少，這有利于喜馬拉雅降水從過去的“變干”轉(zhuǎn)為未來的“變濕”，從而主導(dǎo)了亞洲高山區(qū)從“雙核”向“單核”降水型變化的拐點。

　　“基于對歷史時期高原降水變化機理的研究，我們知道太平洋年代際振蕩等內(nèi)部變率對高原降水的影響很大，尤其是在青藏高原東南部。因此，需要預(yù)測人為影響引起的降水變化何時能超過內(nèi)部變率造成的降水異常范圍，氣候變化研究領(lǐng)域?qū)⒋朔Q作‘人為影響萌現(xiàn)期’?！敝芴燔娊忉屨f。

　　研究團(tuán)隊進(jìn)一步計算人為活動引起的高原增濕何時會超過氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率的影響，發(fā)現(xiàn)在SSP2-4.5和SSP5-8.5排放情景下，當(dāng)全球平均溫度較之工業(yè)化前的升溫達(dá)到約1.9℃時，人類活動的影響將超越氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率的影響，從而主導(dǎo)高原東南部夏季降水變化。

　　周天軍強調(diào)，亞洲高山區(qū)降水的變化關(guān)乎冰川水儲量和生態(tài)環(huán)境變化，未來喜馬拉雅一帶從“變干”轉(zhuǎn)為“變濕”的拐點是一個眾所關(guān)注的問題，希望這項研究成果能夠為有效應(yīng)對區(qū)域氣候變化提供科學(xué)參考。(完)