降水的季節(jié)性特征在全球范圍內(nèi)顯著存在,且存在區(qū)域差異,其通過與溫度季節(jié)演變的匹配,對塑造當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境-社會形態(tài)具有決定性的影響。更為重要的是,“以今論古”對過去降水演變的重建是基于降水季節(jié)性穩(wěn)定不變的假設(shè),但該假設(shè)在長時間尺度大幅度氣候變化下是否成立并未被驗證。若該假設(shè)如預(yù)期的那樣成立,則過去降水演變只存在量值變化,現(xiàn)有的降水重建是充分的;如果該假設(shè)不成立,基于穩(wěn)定性假設(shè)所開展的古降水重建將是不完整的,必將給過去氣候演變的認識帶來偏差。 針對上述關(guān)鍵科學(xué)問題,中科院青促會第11批會員、地球環(huán)境研究所藍江湖研究員聯(lián)合南京信息工程大學(xué)程軍教授等,基于泰國南部PKK湖沼沉積重建了南,F(xiàn)代冬雨區(qū)早-中全新世迄今為止唯一的高分辨率降水記錄(圖1);PKK記錄與TraCE-21ka模擬共同揭示出當?shù)亟邓竟?jié)模態(tài)在全新世發(fā)生了由夏入冬的根本性轉(zhuǎn)變,并以~6ka前后突變的形式實現(xiàn)(圖2)。 
圖1 東南亞降水季節(jié)性特征及泰國南部PKK等記錄的早-中全新世降水變化
降水季節(jié)模態(tài)的轉(zhuǎn)變是夏季風(fēng)減弱導(dǎo)致夏季降水減少以及南海冬季風(fēng)環(huán)流西移導(dǎo)致冬季降水增多的共同影響;其中,因南貫穿流的開通,以及軌道輻射的趨勢性影響,導(dǎo)致南海SST的大幅升高是冬季風(fēng)環(huán)流西移及降雨增多的主導(dǎo)因素(圖2和圖3)。 
圖2 TraCE-21ka模擬的全新世降水變化和冬-夏雨區(qū)邊界變化 
圖3 記錄-模擬揭示全新世冬夏季風(fēng)系統(tǒng)變化 降水季節(jié)模態(tài)的轉(zhuǎn)變在熱帶、乃至全球不同季節(jié)模態(tài)相鄰的邊界區(qū)域皆可能發(fā)生(圖4),而這些邊界區(qū)域往往是生態(tài)環(huán)境響應(yīng)氣候變化的敏感區(qū)域,且各種環(huán)境要素隨時間演變的幅度大,是優(yōu)質(zhì)古氣候記錄存在的理想場所。所以,基于這些區(qū)域古氣候記錄重建降水時應(yīng)關(guān)注降水季節(jié)模態(tài)改變的潛在可能性,并在過去生態(tài)環(huán)境演變的歸因分析中應(yīng)考慮其影響。 該工作首次明確了降水季節(jié)模態(tài)在長期氣候變化下可能會發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變,降水季節(jié)性模態(tài)轉(zhuǎn)變是長期氣候變化下降水量值演變之外的另一重要特征,可能對過去生態(tài)環(huán)境的塑造更為重要。所以對過去降水演變的重建應(yīng)同時關(guān)注量值的演變和季節(jié)模態(tài)的轉(zhuǎn)變。 
圖4全球冬夏雨區(qū)空間分布、末次冰盛期以來模擬的降水季節(jié)模態(tài)轉(zhuǎn)變及其對植被變化的影響 該成果近期發(fā)表在地學(xué)著名期刊《Geophysical Research Letters》上。中科院地球環(huán)境研究所藍江湖(第11批會員)研究員為第一作者,南京信息工程大學(xué)程軍教授為共同第一作者,泰國朱拉隆功大學(xué)Sakonvan Chawchai副教授和中科院地球環(huán)境研究所譚亮成研究員為通訊作者。該成果得到中科院先導(dǎo)專項B(XDB40010300)、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會項目(2021411)、泰國高等教育部項目(RGNS 63-027)等聯(lián)合資助。 Jianghu Lan#, Jun Cheng#, Sakonvan Chawchai*, Xingxing Liu, Peng Cheng, Yitao Liu, Smith Leknettip, Hong Yan, Youbin Sun, Jibao Dong, Hai Xu, Xiaolin Ma, Haiwei Zhang, Fengyan Lu, Libin Ma, Liangcheng Tan*, Zhengyu Liu. 2023. Holocene summer to winter shift of rainfall regime in the tropics. Geophysical Research Letters, 50(13): e2023GL102909. https://doi.org/10.1029/2023GL102909. 論文鏈接
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