image: High-resolution model simulated changes during mid-Holocene summer. (a) Precipitation, (b) Diabatic heating rate, (c) Moisture transport.
Credit: ©Science China Press
近日，《中国科学：地球科学》发表了中国科学院地球环境研究所沙莹莹副研究员、石正国研究员等科研人员共同取得的研究成果。该团队指出中亚干旱区夏季降水在中全新世呈现出显著的南北偶极子分异变化，这一模态与轨道日射驱动的天山热源增强密切相关。
中亚干旱区作为全球最大的非地带性干旱区，在气候变暖背景下正经历着复杂的水文变化，但其空间异质性变化的成因机制尚不明确，多数全球气候模式也难以对这一区域变化进行准确模拟。研究团队通过高分辨率数值模拟、CMIP6模式结果和古气候代用指标对比发现，中亚干旱区在中全新世夏季存在显著的南北偶极型降水格局：塔里木盆地降水显著增多，而包括阿尔泰山在内的天山以北区域则持续变干。
该研究进一步揭示，在轨道日射驱动的中全新世偏暖的北半球夏季，增强的天山大气热源扮演了"热力泵"的角色——它通过加强季风型气旋性环流，有利于将增强的亚洲夏季风水汽向西输送至塔里木盆地，从而增加降水；同时促使北移减弱的中纬度西风带发生波列调整，在天山以北引发大范围下沉气流，导致干旱化加剧。
基于这一机制，研究指出当前气候模式对天山复杂地形及其热力效应的表征不足是中亚未来水文预估的重要不确定性来源之一，因此提高数值模式对山地热力过程的刻画能力十分必要。
沙莹莹, 石正国, 张晓菲, 尚可, 周朋, 舒培仙, 雷婧, 李新周, 程海, 安芷生. 2025. 中全新世天山热源异常与中亚干旱区降水的偶极子响应. 中国科学: 地球科学, 55(11): 3793–3805
Journal
Science China Earth Sciences