末次冰盛期东亚沙尘循环的季节扩张:基于CESM-CAM4-BAM模拟试验

摘要

作为重要的自然源气溶胶,东亚地区排放的沙尘气溶胶与天气气候的相互作用引发了科学界的广泛关注。中国黄土、高纬冰芯及北太平洋海洋沉积等众多地质记录显示,末次冰盛期(LGM)沙尘沉降通量远大于工业革命前时期(PI),表明该时期东亚沙尘循环显著加剧。然而,仅根据这些较粗分辨率的有限点状地质记录,很难全面认识LGM时期东亚沙尘循环的时空变化特征。本研究利用耦合沙尘循环过程的海气耦合模式CESM-CAM4-BAM,分析LGM时期东亚沙尘循环的时空变化,特别是季节变化。研究结果表明,相对于PI,LGM时期黄土高原和北太平洋地区夏季沙尘沉降通量具有最大的增长率,其绝对数值甚至超过PI时期的春季沙尘沉降通量,揭示LGM时期东亚沙尘循环从春季向夏季进行扩张。通过对大尺度大气环流的分析表明,该现象是我国北方地区受到西北风控制的季节延长,以及北太平洋西风急流南移引起的夏季西风加强共同作用的结果。该结果预示着,冰期时段夏季沙尘暴可能持续肆虐,沙尘气溶胶的辐射反馈效应将对亚洲夏季风甚至北半球气候带来更加重要的影响。