晚中更新世以来东亚季风降水变化对轨道强迫和全球冰量变动响应的区域差异

摘要

利用通用气候系统模式CCSM3完成的3组不同气候强迫因子驱动下过去30万年的长期瞬变模拟试验,即纯轨道强迫试验(O)、轨道加温室气体强迫试验(OG)和进一步包含冰盖变化的全强迫试验(OGI),对比研究了晚中更新世以来东亚季风降水变化的区域差异及其对天文日射、温室气体和全球冰量变化的响应机制.模拟结果表明,轨道尺度东亚季风降水变化以2.3万年的岁差周期为主导,但东亚北方(35°～45°N,105°～120°E)和南方(25°～35°N,105°～120°E)季风降水在岁差波段具有不同的相位关系.东亚北方季风降水主要受岁差强迫控制,与岁差引起的北半球6月日射同相位变化;而在岁差波段上东亚南方季风降水变化直接受全球冰量变动的调制,其相位显著滞后于北半球6月日射变化约5000年,东亚南方季风降水极大(小)值与全球冰量极小(大)值相对应.岁差引起的北半球夏季日射增加通过放大东亚大陆至北太平洋之间海陆热力对比,增强东亚地区向北的水汽输送,从而使东亚北方季风降水增多;相反,当岁差引起的北半球夏季日射降低时东亚北方季风降水减少.当在岁差波段上北极冰盖减少(增大)时,冰量变化所激发的夏季对流层中层北半球环流异常能够通过北太平洋传递到东亚,导致东亚南方地区对流层低层风场辐合加强(减弱)、降水相应增多(减少).本文的模拟结果指出,轨道尺度东亚季风降水变化存在明显的区域差异,轨道强迫和冰量变动分别主导了岁差尺度东亚北方和南方夏季降水的变化.