亚洲季风如何起源演化?中法学者最新研究提出历经两节点三阶段

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亚洲季风如何起源演化?中法学者最新研究提出历经两节点三阶段

2022年09月22日 20:04 来源:中国新闻网
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亚洲季风如何起源演化?中法学者最新研究提出历经两节点三阶段
亚洲气候记录、高原隆升记录及与全球气候变化等的对比。 中科院青藏高原所 供图

  中新网北京9月22日电 (记者 孙自法)亚洲气候以东部湿润季风气候和西部干旱气候为典型特征,影响着世界上超过一半人口的生活。其中,对全球气候影响最大的亚洲季风如何起源演化、与青藏高原隆升有何关联、未来研究方向是什么等问题,备受学界关注。

  中国科学院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)22日发布消息说,该所方小敏研究员领衔新生代环境团队并联合法国雷恩大学纪尧姆·杜蓬·尼韦(Guillaume Dupont-Nivet)教授、巴黎大学弗雷德里克·弗鲁托(Frédéric Fluteau)教授、兰州大学聂军胜教授等学者最新研究提出,亚洲季风演化以距今4100万年和2600万年两个节点为界,主要经历热带季风主导、季风显著增强并形成类似现代季风系统格局、季风-干旱环境稳定建立三个发展阶段。

重建的不同时期气候分布格局:浅绿色为季风湿润区,黄色为干旱区。 中科院青藏高原所 供图
重建的不同时期气候分布格局:浅绿色为季风湿润区,黄色为干旱区。 中科院青藏高原所 供图

  中法合作研究团队从有精确年代控制的典型盆地岩性变化、气候环境记录、高原隆升记录及模型模拟四个方面着手,对近20年来相关科研进展进行综合集成归纳与分析,从时空变化上提出亚洲季风北进的两个节点和演化的三个阶段。这项重要研究成果论文近日在国际专业学术期刊《自然综述:地球与环境》在线发表。

  论文第一作者、中科院青藏高原所吴福莉研究员介绍说,亚洲季风由东亚季风和南亚/印度季风组成。上世纪,学界获得东亚季风于晚渐新世至中新世之交形成(距今约2500万-2200万年)的初步认识;进入本世纪以来,随着地层测年手段不断进步和气候代用指标的长足发展,学界对亚洲季风起源时间的认识往前推进至始新世甚至古新世(距今约3400万-6600万年)。同时,与亚洲季风形成发展密切相关的青藏高原隆升研究,也更加深入和细化,对其认识也由晚期(晚中新世-上新世)整体性抬升向早期(古新世-渐新世/中新世)各块体分阶段差异性隆升演进。因此,系统总结和集成现有研究进展,厘定亚洲季风形成演化及其与青藏高原差异隆升的关系已成为亟待解决的科学问题。

代表性盆地/剖面岩性记录半定量反演的亚洲气候时空演化。 中科院青藏高原所 供图
代表性盆地/剖面岩性记录半定量反演的亚洲气候时空演化。 中科院青藏高原所 供图

  中法学者通过本次合作研究认为,亚洲季风演化以距今4100万年和2600万年两个节点为界,主要经历了三个发展阶段:一是约4100万年之前为热带季风主导阶段,季风气候主要分布在北纬20-22度以南,发展主要受赤道辐合带摆动控制,其以北的亚洲大陆广大地区主要受副热带高压影响,气候炎热干旱;二是距今约4100万年时,随青藏高原中部唐古拉山脉等区域的快速隆起,残留特提斯海和副特提斯海的急速退却,陆地面积及海陆热力差异增大,季风显著增强,并推进至亚热带南部(云南,北纬约26度一带),之后,季风可能受天体轨道各周期叠加导致的太阳辐射脉冲式显著升高驱动,间歇性反复向北推进亚洲腹地,至晚渐新世(距今约2600万年)时,可能受高原中部低地区域隆起、高原南部喜马拉雅山的生长以及全球增温的联合驱动,季风快速向西北方向推进至西藏班戈/伦坡拉-甘肃临夏-兰州一线,进入温带可达北纬约36度以北区域,类似现代季风系统格局形成;三是距今约2600万年之后,季风-干旱环境演化仅表现出在已形成格局基础上的强弱变化。

亚洲气候重组与高原隆升的全球影响。 中科院青藏高原所 供图
亚洲气候重组与高原隆升的全球影响。 中科院青藏高原所 供图

  亚洲气候和青藏高原隆升关系未来如何进一步开展研究?中法学者在综述论文中提出,需要从关键区域更多更可靠的精细记录和更高精度与可靠边界条件控制的数值模拟两方面结合入手,通过深入研究,剖析亚洲季风的时空演化与驱动机制。同时,应继续采用古地磁辅助火山灰测年、宇宙核素测年等手段精细测定代表性盆地地层年代;增加关键地点、关键时段的多种气候指标记录;提供更多更可靠的高原隆升历史和古高度记录,尤其是青藏高原北侧和东北侧的记录;应在模拟方面大力发展地球系统模型,通过增加模块、提高数据分辨率以及精确模拟边界条件等,提高大气-陆地-海洋模型耦合精度,为了解亚洲气候时空上的演化细节及机制提供更多更准确的证据和模型限定。

中科院青藏高原所方小敏研究员在青藏高原科考途中,介绍一处高原地质地貌。 <a target='_blank' href='/'>中新社</a>记者 孙自法 摄
中科院青藏高原所方小敏研究员在青藏高原科考途中,介绍一处高原地质地貌。 中新社记者 孙自法 摄

  论文通讯作者方小敏研究员特别强调,亚洲季风演化反过来也对全球气候变化产生重要影响,其在2600万年前加强,导致喜马拉雅地区侵蚀和硅酸盐风化加剧,并影响湿润地区的风化和有机碳埋藏。此外,中亚干旱化增加的粉尘排放,也会通过增强反照率、卷云形成和海洋生产力等形式,对全球气候产生巨大影响。

  他指出,近年来,极端洪涝和干旱事件的频发,不但严重影响人们的经济生活,也危及人类赖以生存的自然环境,了解亚洲气候的形成与演化可为未来气候预测、生态环境治理及防灾减灾提供参考和依据。(完)

【编辑:田博群】
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