中世纪气候异常期和小冰期中国华北与北美西南部年代际干湿变化的关系

摘要

百年尺度冷、暖背景下不同区域年代际干湿变化的关系是历史气候变化领域的重大问题之一。本研究利用基于历史文献重建的中国华北干湿指数(Dry-wet index)和基于树轮年表重建的北美西南部帕默尔干旱指数(PDSI),采用100年窗口的滑动相关分析,计算了两地年代际干湿变化的相关关系,对比了中世纪气候异常期(MCA)和小冰期(LIA)两地相关关系的差异,并利用PMIP3和PMIP4共11个模式的过去千年气候变化模拟数据,诊断了其成因。研究发现:1)代用资料展示出MCA期间中国华北与北美西南部年代际干湿变化为正相关(r=0.32,p<0.05),LIA期间则为负相关(r=-0.27,p<0.05);2)GISS-E2-R模式基本再现了代用资料揭示的工业革命前两地干湿变化相关关系的变化特征,尤其是MCA和LIA的差异;3)MCA期间,中国华北与北美西南部年代际干湿变化正相关主要是因两地水汽条件同时匮乏所致,这可能是源于负位相太平洋-北美(PNA)遥相关的影响;LIA期间,中国华北与北美西南部年代际干湿变化负相关主要是因中国华北水汽匮乏,而北美西南部水汽充沛所致,这可能是源于负位相北太平洋涛动(NPO)遥相关的影响。上述结果为深入辨识百年尺度冷、暖背景下中国华北与北美西南部年代际干湿变化之间的关系提供了新证据,为预估未来全球升温情景下中国或北美年代际干湿特征提供预警信号。