中亚干旱区工业革命前较中全新世变湿的机制探讨

古气候重建记录显示,中亚干旱区(arid central Asia,ACA)自中全新世(mid-Holocene,MH)以来湿度增加,虽被认为与降水增多有密切联系,但其动力机理尚没有系统的解释.文章通过利用第四次古气候模式对比计划(Paleoclimate Model Intercomparison Project phase 4,PMIP4)中13个气候模式的结果和ACA地区最新的记录集成结果,探讨工业革命前时期(pre-industrial,PI)ACA降水相对MH增多的动力机理.结果显示:PMIP4模式基本都可重现记录中ACA湿度增多的趋势.通过多模式集成分析发现,ACA年均降水增多与冬季(12月、1月和2月)、春季(3月、4月和5月)的水汽来源和水汽输送强度变化有密切联系,而与中纬度西风变化的联系较弱.具体而言,ACA冬季水汽的增多,一方面与亚洲冬季风整体减弱引起的西北印度洋-中亚一带的南风异常有关,其导致上风向地中海等区域的水汽不易向印度洋输送,导致水汽更易进入ACA;另一方面,受高纬北大西洋海冰扩张引起的类北大西洋涛动(NAO-like)负位相大气环流的影响,冰岛东部的水汽向ACA输送增强.在春季,太阳辐射的升高导致北半球陆地及内陆湖泊蒸发增强,大气水汽含量升高,在中纬度西风背景下为ACA春季降水提供更多的水汽.此外,冬、春季ACA地区大气下沉运动的减弱对降水的增多也有促进作用.我们的结果意味着代用指标中的气候信息可能是不同季节、不同物理机制共同作用的结果,开展古气候资料和模拟的融合分析是厘清古气候指标气候学意义的必要手段.