蒙古高原气候变化或已超过临界点
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2020-11-30 14:55
夏季热浪加剧土壤干旱从而减少地表潜热释放并促发更多热浪天气，最新研究表明，此“热浪-干旱”恶性循环可能促使半干旱蒙古高原很快如北美西南部一样贫瘠。中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”（课题编号：XDA20060400）参与资助研究“Abrupt shift to hotter and drier climate over inner East Asia beyond the tipping point”近日在期刊《Science》在线发表。
东亚内陆蒙古高原是近年来夏季热浪和干旱频发的热点地区之一。由于缺少长期观测记录，当前热浪发生频率和干旱程度是否超过之前，特别是工业革命之前的频率和程度仍不清楚。该研究利用新颖的多尺度重建法基于树木年轮宽度数据重建了过去260年来蒙古高原地区的夏季热浪频率和土壤湿度变化。“新的重建可以使我们利用独立于器测资料和气候模式以外的数据在较长时间尺度上检验夏季热浪频率和土壤湿度的关系。”该研究作者之一，瑞典哥德堡大学地球科学系区域气候研究组组长陈德亮教授说，“树轮证据显示，近二十年来该地区的夏季热浪的高发生频率和异常低的土壤湿度在过去至少260年从未发生过。”
当土壤湿度较大时，蒸发可以带走热量，为近地面空气降温；当土壤彻底失去水分，则蒸发过程停止，地表热量将以显热形式传递，从而增强对近地面空气的加热。“从研究结果可以清楚地看到，热浪和土壤湿度的反向关系相比过去在近二十年明显增强。并且这种增强伴随着热浪发生频率的明显增加和土壤湿度的急剧下降。之前发生在欧洲和北美的一系列热-干事件揭示了在事件时间尺度上热浪发生时近地面空气升温和土壤变干之间相互增强的状态，我们的研究结果表明这种状态在蒙古高原近二十年来已成为一种常态，一种与过去260年来该地气候都不同的新常态，即在年际间浮动的土壤湿度状态不再能够有效缓解夏季热浪的发生发展。”陈德亮教授说。
在全球变暖背景下，伴随着半干旱蒙古高原土壤湿度急剧下降和热浪-干旱相互加强，该地区夏季气候似乎已经超过气候临界点，进入一种不可逆转的干-热状态，并可能使半干旱蒙古高原很快进入永久干旱状态。“这种转变无疑会对当地生态系统产生重要影响。” 瑞典哥德堡大学地球科学系区域气候研究组成员，该研究第一作者张鹏说。
继北极夏季海冰消失，格陵兰冰床融化等全球范围内一系列“气候临界点” 现象被发现之后，本研究在东亚内陆识别又一对气候及生态系统具有重大影响的潜在“气候临界点”。
稿件作者：张鹏，陈德亮
修订：陈德亮
2020.11.26
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研究论文链接：science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abb3368