中全新世天山热源异常与中亚干旱区降水的偶极子响应

全球变暖背景下中亚干旱区气候如何演化是一个重要的科学问题. 由于该地区地形条件复杂, 大多数气候模式对此区域模拟效果欠佳. 本研究利用高分辨率(水平分辨率为~50km)地球系统模式CESM, 结合第四次国际古气候模拟比较计划(PMIP4)多模式数据, 系统评估了中全新世中亚干旱区的降水变化. 结果表明, 共计15个模式中仅有4个模式捕捉到了夏季降水主导区域的基本降水季节性特征, 而这其中只有高分辨率CESM和IPSL-CM6A-LR成功模拟出中全新世中亚干旱区夏季降水的南北偶极型异常模态, 表现为塔里木盆地降水显著增加而天山山脉以北地区降水普遍减少, 这一模态与古气候多指标代用记录一致. 中全新世中亚北部的干旱化与中纬度西风带减弱及波列调整密切相关, 南部变湿则源于高日射强迫天山热源增强后更利于亚洲夏季风深入塔里木盆地. 数值模拟显示季风向干旱区腹地的入侵过程显著依赖于天山热源作用; 因此, 天山热源是塑造中亚区域水文气候的关键因子, 这一作用机制在气候模式中需予以重视.