| 数理科学 |
2015-03-25 09:19 |
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西太平洋地区是全球人口密度最大的区域之一，未来气候变化过程中西太平洋地区的降雨在时间和空间上会发生什么样的变化对区域社会经济的发展至关重要。近日，Nature Geoscience 以长文(Article)的形式在线刊登了中国科学院地球环境研究所副研究员晏宏等的最新研究成果。在题为《小冰期西太平洋热带辐合带动力学》（Dynamics of the intertropical convergence zone over the western Pacific during the Little Ice Age）的研究论文中，研究团队对过去千年亚洲-澳大利亚季风的变化进行了详细的分析，并对其变化模式和机制进行了探讨。
热带地区的降雨主要发生在一条狭窄的辐合抬升带上（学名热带辐合带）。热带辐合带的位置和强度控制着热带地区降雨的时空分布。同时，通过水汽供给和气压梯度力的作用，热带辐合带还会对邻近大陆的季风强度产生重要影响。在长时间尺度上（轨道-千年），研究显示热带辐合带通常会出现整置的南北平移，这种平移通常会导致南北半球热带地区的降雨出现相反的变化。比如，当热带辐合带整体北移的时候，北半球热带地区降雨会增加，而南半球热带地区则会减少。
虽然长时间尺度热带辐合带的变化已经得到了清楚的认识，但是在与人类社会密切相关的短时间尺度（年代-百年），热带辐合带的变化模式和机制仍然不清楚。研究者通过对亚洲-澳大利亚季风区古降雨记录的综合分析，发现亚洲夏季风和澳大利亚夏季风在最近的小冰期中（约公元1400-1850年）出现了同步撤退的现象。这种南北半球夏季风同步撤退的情况与长时间尺度上的反向变化（热带辐合带平移导致）完全不一样。研究团队提出了一种新的术语名为热带辐合带收缩（ITCZ contraction）来解释这一现象。
通过进一步的分析，研究团队认为热带辐合带的收缩可能与小冰期期间太阳能量输出的减弱有关。由于陆地降温比海洋快，小冰期太阳辐射的减弱会导致陆地-海洋的热力差减弱，从而减弱海洋向陆地的水汽输送能力。西太平洋地区的特殊格局（赤道地区为海洋，南北半球为亚洲大陆和澳大利亚大陆）条件下，则演变为热带向南北大陆水汽输送的减弱，从而出现热带辐合带收缩的现象。研究团队利用多个气候模式的模拟结果也证实了这一现象。
此项研究得到了科技部、自然科学基金委及科学院项目的支持。（来源：中科院地球环境研究所）
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