人为气溶胶排放导致最近80年东亚夏季风在过去四个世纪以来空前减弱

亚洲夏季风(Asian Summer Monsoon,ASM)对亚洲数十亿人口的生存、亚洲生态系统和生物多样性的分布、以及农业生产(粮食安全)和工业活动影响严重。因此了解ASM过去时空变化及其动力学过程对陆地生态系统、水资源、森林和景观研究至关重要。近几十年,器测记录显示以降水量为代表的ASM强度一直在减弱,但这一减弱趋势的起始时间和动力学过程尚不清楚。为此,第一次集成了ASM西部-中部边缘带10个对降水敏感的树木年轮宽度年表,重建了公元1566年以来反映ASM强度变化的降水序列。重建结果不仅捕捉到了ASM过去4个世纪以来强弱变化历史,也反映出历史上蝗灾与弱季风的关联。特别是发现了最近80年具有过去448年中前所未有的、最为强烈的、显著且持续时间最长的ASM强度减弱趋势。这一减弱趋势与在温室效应影响下ASM本该增强的预期大相庭径。耦合气候模型实验表明,北半球人为硫酸盐气溶胶排放的逐渐增加,对ASM减弱起了决定性作用。

从木材解剖学视角看公元6世纪中期晚古小冰期的开始时间

公元536~540年间的大规模火山喷发使得晚古小冰期成为过去两千年最为寒冷的时期.然而,受限于现有气候代用资料的时间分辨率和空间覆盖度,晚古小冰期的开始时间和空间范围仍存有争议.本文分析了全球23个森林样点、20个树种的106个树轮样本资料,从细胞尺度揭示了公元530~550年间北半球发生的短暂夏季冷却现象.经过交叉定年和染色处理后,在北半球的树轮样品中共识别出89个蓝轮(缺失细胞壁木质化过程)、9个霜轮(细胞分裂受阻)和93个浅轮(细胞壁增厚减弱).研究结果表明,公元536年7月中旬至8月初期间整个北美和欧亚大陆均发生了最剧烈的温度下降,而更多的区域性“冷夏”出现于公元532年、540~543年和548年.然而,本研究在南半球的树轮资料中并未发现异常的解剖结构,其原因可能与南半球的海洋热惯性减缓了火山降温效应有关,也或与南半球其时正值非生长季有关.相较于传统的树轮年代学方法,本研究的木材解剖学的方法能为地球系统模式提供更为精细的参考标准,有望服务于气候与人类历史交叉学科研究,同时对“全球气候平均”概念的使用提出质疑.