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                科研成果
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              Nature Communications发表我所古生态与人类适应团队曹现勇作为共同通讯作者的研究成果
              2019-06-03      

                理解東亞夏季風大氣動力機制對預測東亞氣候和生態格局變化有关键意義。然而,由于低、中緯大氣環流系統複雜的交互機制,東亞夏季風強度及降水空間分布規律和驅動機制仍存在不確定性。現代氣象和氣候學研究表明東亞夏季風強度控制著東亞季風性降水空間分布,如華北與長江中下遊地區存在的“北澇南旱”或“南澇北旱”降水分布模式。沈積物環境代用指標重建或反演的全新世以來東亞季風區降水變化特征也存在空間差異,這與現代降水空間分布格局是否存在聯系,尚缺乏直接證據。此外,控制季風環流強度的海洋-大氣環流系統年內位置波動主要受年內太陽輻射量變化影響,年內西風急流位置和太陽輻射量之間的關系或許可以應用于過去西風急流位置和降水帶的模擬。

                中國科學院青藏高原地球科学杰出创新中心和中國科學院青藏高原研究所曹现勇研究员与德国阿尔弗利德-魏格纳极地与海洋研究所Ulrike Herzschuh教授合作,利用国内外孢粉学者(主要数据贡献者已列为合作作者)提供的高质量现代孢粉数据(2559个样点)和沉积物孢粉数据(101个样点),定量重建了10~2ka期间的年降水变化特征,选择这一时段有效地避免了早全新世气候不稳定和晚全新世人类活动扰动的影响;利用年内太阳辐射量与西风急流位置之间的关系,建立转换函数,并模拟了西风急流位置及2.5°× 2.5°栅格的年降水变化。基于孢粉的年降水重建结果表明全新世期间东亚地区存在三种降水变化模态:逐步升高模态(主要分布长江以南地区)、逐步降低模态(如西北内陆区)和单峰型模态(东亚季风边缘区,如华北地区)(图1)。模型模拟结果显示出与孢粉重建一致的降水变化模态及其空间分布特征(图1),并揭示西风急流位置和方向是三种降水模态及其空间分布的决定因素。

                该研究成果以“Position and orientation of the westerly jet determined Holocene rainfall patterns in China”为题在线发表于Nature Communications。我所古生态与人类适应团队曹现勇研究员为第二作者和共同通讯作者,陈发虎院士为合作作者。该研究得到国家重点研发计划“亚洲中部干旱区气候变化影响与丝路文明变迁研究”等项目资助。

                另,在青藏高原及內陸幹旱區,由于1)現代孢粉樣點缺乏且分布不均勻,2)定量重建方法的局限性(該地區位于降水梯度幹旱末端,重建結果易出現偏差)等原因,基于孢粉定量重建這一地區年降水結果可能存在不確定性,需進一步工作來完善。曹現勇研究員下一步研究工作主要集中在提高青藏高原及內陸幹旱區孢粉數據庫質量的基礎上,完善定量重建方法,提高該地區氣候重建結果的可靠性,探索季風-西風交互作用機制及影響。

                文章鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-019-09866-8

              图1 东亚全新世降水变化空间格局。基于孢粉定量重建(a-c)和模型模拟(g-i)的三种降水变化模式具有很高的一致性。两个方法获取的三种模式在空间上的分布特征(基于孢粉,d-f;基于模型,j-l)也存在一致性。

               
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