过去千年中国西北干旱区温度变化特征及成因分析

摘要

本研究基于过去千年多成员集合模拟试验(CESM-LME)数据,在与同化资料(LMR)、参与CMIP6两个模式(MRI-ESM2和MIROC-ES2L)过去千年模拟结果以及观测/再分析资料(CN05.1)进行对比验证模式模拟结果可靠性的基础上,分析了中国西北干旱区过去千年地表温度变化特征和影响因子。研究表明,CESM-LME全强迫试验能够较好地模拟出中世纪气候异常期、小冰期和现代暖期温度异常特征,模式模拟的中国西北干旱区中世纪气候异常期温度变化幅度与现代暖期的相当。通过计算不同尺度上各单因子敏感性试验与全强迫试验中地表温度序列相关系数发现,不仅在年尺度上,年代际、多年代际、百年尺度上火山活动强迫出的地表温度序列与全强迫试验中的均呈现显著的相关关系,但二者的关系在过去千年并不稳定;另外,1850年后温室气体排放对西北干旱区地表温度升高起到了主导作用。根据火山喷发纬度位置和气溶胶注入量两个标准将过去千年火山活动分为3种类型,即北半球火山(NHV)、赤道火山(TRV)和南半球火山(SHV)。NHV爆发对西北干旱区降温的影响最强,TRV次之,但是二者差别不大,均在爆发10~12个月之内降温至-2.0℃以下。与以往研究不同的是,SHV爆发后中国西北干旱区地表温度在10个月后降温幅度能达到-1.7℃,且该冷异常可持续到22个月之后。