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祁连山是一个对气候变化十分敏感的区域,是研究气候变化及其机制的典型区域。气候变化的历史相似型为我们提供了预测未来气候变化的途径。兰州大学资源环境学院李育教授团队通过对祁连山及周边地区各时期和未来百年暖期的干湿变化进行对比研究,发现全球变暖将会对我国西北地区产生暖湿化的影响。这一研究成果发表在《中国科学:地球科学》杂志上,为全球变暖的应对提供了重要的科学依据。

气候变化的历史相似型可以为预测未来气候变化提供途径。在地质历史时期,地球曾经历过多次不同时间尺度的暖期。祁连山处于亚洲夏季风和中纬度西风环流交汇区,区域气候变化具有季风-西风过渡带特有的复杂性,对气候变化响应敏感,是研究气候变化及其机制的典型区域。在过去的几百万年里,地球的气候变化经历了一系列的周期性波动,其中包括温暖的冰川期和温暖的间冰期。科学家们通过对祁连山的研究,可以更好地了解气候变化的过程和机制,从而为预测未来气候变化提供更为准确的途径。

据了解,兰州大学资源环境学院李育教授团队基于古环境记录、古气候模拟和现代观测,对比了祁连山及周边地区中全新世暖期、中世纪暖期、现代暖期和未来百年暖期的干湿变化,探讨了该区域的气候变化规律及其机制,并基于古气候相似型评估了未来全球变暖情景下青藏高原北缘的干湿变化格局。研究发现,祁连山全新世暖期主要受轨道控制的东亚夏季风影响,区域整体表现出温暖湿润的特征;中世纪暖期主要受控于太阳辐射,存在暖干的现象;现代暖期和未来百年暖期主要由温室气体增加导致的温度升高控制,气候干旱化趋势显著。祁连山地区现代暖期的干湿格局与中世纪暖期类似,而持续升温会导致西风带扩张,气候逐渐湿润,未来干湿变化将与中全新世暖期更加相似。

该研究团队基于古气候机制揭示多尺度未来全球变化的研究已取得了一系列成果。研究团队将“柯本气候分类法”引入古气候变化研究中,在不同时间尺度上评价气候变化对中国气候带的影响。研究表明,在中全新世暖期,温带和大陆性冬季干燥气候急剧扩张;未来全球变暖虽然会导致我国西北地区暖湿化,但并不会改变中国整体的气候类型格局。

另外,该研究团队经过对末次冰盛期以来东亚和北美西南部多尺度干湿变化及其与大气环流模式的关系综合研究发现,影响东亚和北美季风边缘区降水的主要因素是太平洋海温和厄尔尼诺-南方涛动,而不是季风强度;随着全球变暖和ENSO事件(即厄尔尼诺-南方涛动事件)频率的增加,位于半干旱区的季风边缘区降水将呈减少趋势,导致半干旱区扩大。

内流区约占全球陆地面积的五分之一,大多分布于干旱、半干旱区,该研究团队评估了不同时间尺度冷暖期全球内流区的干湿状况,研究指出,现代暖期与中全新世暖期全球内流区的干湿格局对气候变化的响应具有相似性,但响应机理差异较大,未来暖期会进一步加剧北美西南部和地中海沿岸内流区的干旱。

末次冰盛期的轨道强迫与现代相似,但温室气体浓度和冰盖大小存在较大差异。为研究未来气候变化的趋势,研究团队利用全球末次冰盛期的干湿格局反推未来暖期的干湿格局。结果显示,未来遵循“湿更湿,干更干”假说的地区占全球陆地面积的22.81%。未来“湿更干”假说的地区主要集中在北美西南部、南美洲西南部、地中海、北非、南非和亚洲的部分地区。这些地区未来可能会更加湿润,而符合未来“干更干”假说的地区则主要分布在南美洲东北部、非洲中部、俄罗斯西部、东亚和澳大利亚东北部。值得注意的是,这些地区未来的干湿格局可能会受到气候变化的影响。因此,研究未来气候变化的趋势对于我们了解和应对未来的气候变化挑战非常重要。

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