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研究人员重建过去四百年喀喇昆仑山温度变化,西风影响下的喀喇昆仑山气候研究获进展

2019年8月3日 - 美高梅mgm02233.com
研究人员重建过去四百年喀喇昆仑山温度变化,西风影响下的喀喇昆仑山气候研究获进展

联合国政府间气候变化专门委员会报告指出,全球气候变暖正导致全球冰川普遍退缩。然而,近几年的研究发现,西风影响下的喀喇昆仑山却是个例外:这里的冰川在最近十几年呈稳定或扩张状态,异常的温度下降被认为是其主要气候原因之一。最近有研究表明,这种与半球尺度温度的反相变化不仅在最近几十年,在过去500多年都是一直存在的。日前,中科院青藏所梁尔源课题组及其合作者在西风影响下的喀喇昆仑山气候研究获得进展,相关成果发布于《气候动力学》。

联合国政府间气候变化专门委员会报告指出,全球气候变暖正导致全球冰川普遍退缩。然而,近几年的研究发现,西风影响下的喀喇昆仑山却是个例外:这里的冰川在最近十几年呈稳定或扩张状态,异常的温度下降被认为是其主要气候原因之一。最近有研究表明,这种与半球尺度温度的反相变化不仅在最近几十年,在过去500多年都是一直存在的。然而,温度变化通常受太阳活动、火山喷发、温室气体等外部强迫影响较大,具有较大的空间一致性。因此,我们不禁要问:喀喇昆仑地区的温度变化真的有这么异常吗?

以中国科学院地球环境研究所刘禹研究员为首的国际团队经过10年的潜心研究,在中太平洋厄尔尼诺研究方面取得重要进展。获得了目前全球最长的年分辨率的818年中太海表温度变化序列,它对分析未来热带太平洋气候变化趋势及其全球影响具有重要意义。研究发现,过去800多年中,最近20余年Niño
4区SST显著升高、变率增加、ENSO活动加剧。研究成果以Article形式于2017年5月30日发表在国际著名刊物Nature
Communications上。

科研人员基于喀喇昆仑山高海拔森林上限的树轮样本和大空间尺度的气象数据,揭示了森林上限乔松的树轮宽度主要指示4月至7月的温度变化。他们重建了喀喇昆仑山地区过去440年的温度变化。结果显示,喀喇昆仑山区气候变化趋势与北半球是一致的。自1850年和1950年以来,该地区温度变化均存在明显的上升现象。在小冰期阶段也和亚洲、北半球存在同步的冷暖波动变化。

近期,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心、青藏高原研究所梁尔源课题组博士Fayaz
Asad、副研究员朱海峰及其合作者利用树木年轮资料,对这一问题展开了进一步研究。

热带太平洋地区的海表温度异常会严重影响全球大气环流,在年际和年代际尺度上对全球气候变化有直接影响。大量研究表明,热带太平洋存在东部型和中部型两种不同类型的厄尔尼诺-南方涛动现象,他们分别以热带太平洋东部和中部地区SST异常变化为主要特征。利用观测资料和气候模型在热带太平洋地区开展了大量的研究工作,但是长时间序列的ENSO重建主要集中在东太地区。越来越多的证据表明,随着人类活动导致的全球增温,中太厄尔尼诺事件日益频繁,对全球气温和降水产生重要影响。目前,人们对中太厄尔尼诺事件变强的原因仍然知之甚少,迫切需要了解中太ENSO的变化历史及规律。

因此,研究人员认为喀喇昆仑山区的温度变化并不异常,在过去440年内与北半球的变化趋势都是一致的。这意味着,反相的温度变化可能无法解释当前喀喇昆仑地区冰川的异常变化。

该研究基于喀喇昆仑山高海拔森林上限的树轮样本和大空间尺度的气象数据,揭示了森林上限乔松的树轮宽度主要指示4-7月的温度变化。据此,他们重建了喀喇昆仑山地区过去440年的温度变化。结果显示,喀喇昆仑山区气候变化趋势与北半球是一致的。自1950年和1850年以来,该地区温度变化均存在明显的上升现象。在小冰期阶段也和亚洲、北半球存在同步的冷暖波动变化。因此,他们认为喀喇昆仑山区的温度变化并不异常,在过去440年内与北半球的变化趋势都是一致的。这意味着,反相的温度变化可能无法解释当前喀喇昆仑地区冰川的异常变化。

树木年轮具有分辨率高,定年准确,样本易得等特点,因此被广泛的应用到过去气候变化研究中,更是过去千年北半球及全球温度变化重建的主要依据。树木年轮中的稳定氧同位素继承了大气降水的δ18O,适合来研究区域水汽循环规律和机制。为了研究中太ENSO变化,中国科学院地球环境研究所树轮实验室联合国内外10余家单位,选择台湾大雪山生长的红桧为研究对象,建立了过去818年的年分辨率树轮δ18O年表,并成功利用这条年表重建了中太地区1190-2007年的SST变化历史。

(原载于《中国科学报》 2016-08-29 第4版 综合)

该研究由中科院战略先导专项(XDB03030104)和国家自然科学基金面上项目(41571201,
41525001,
41130529)资助。以上研究成果于7月20日在线发表于《气候动力学》(Climate
Dynamics
)杂志(Asad F, Zhu H*, Zhang H, Liang E, Muhammad S, Farhan
SB, Hussain I, Wazir MA, Ahmed M, Esper J. 2016. Are Karakoram
temperatures out of phase compared to hemispheric trends? Climate
Dynamics
, DOI: 10.1007/s00382-016-3273-6)。

研究人员发现,公元1651年发生过一次超强厄尔尼诺事件,南美的历史文献和热带太平洋的珊瑚对这次事件也有记录。在1790-1950年期间,有一个明显的低温时段,而1950年之后SST显著升高,是整个重建序列温度最高的时期。这个升温现象在Maiana和Palmyra的珊瑚δ18O序列中(均反映了SST变化并代表ENSO变化历史)也有明显表现,这与人类活动导致的全球升温现象十分一致。

文章链接

这项研究也警示:中太平洋厄尔尼诺增强事件在21世纪的头20年可能会一直持续下去。中太平洋厄尔尼诺极端事件在对全球气候的影响方面是否会继续占主导地位?值得继续研究。

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这项研究得到中国科学院地球科学前沿重点项目和国家自然科学基金等项目资助。

喀喇昆仑地区和北半球温度重建序列对比

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