兴都库什山及伊朗高原抬升对南亚季风-中亚干旱气候演化影响的模拟研究

摘要

新生代以来青藏高原大地形及其周围边缘地形的构造抬升对亚洲气候演化有着深远而复杂的影响。目前的气候代用指标表明南亚季风的开始可以追溯到始新世,随后在早中新世和晚中新世经历了显著的加强过程。同时,构造地质证据表明兴都库什山脉和伊朗高原的隆升可能开始于10~12 Ma。兴都库什山脉和伊朗高原作为南亚季风和中亚干旱区之间的天然地理屏障,其对南亚季风和中亚干旱区气候演化和分异是否有一定的影响,目前尚未可知。本研究利用高分辨率的大气环流模式系统性评估了兴都库什山脉和伊朗高原对南亚和中亚气候的影响。结果表明,兴都库什和伊朗高原对南亚季风的加强和中亚干旱区降水的抑制均有贡献。相较而言,兴都库什山脉对南亚季风的加强和向北扩张起主导作用。兴都库什山脉引起的南亚夏季降水增量达到兴都库什和伊朗高原共同作用的65.6%。兴都库什山脉抬升后,南亚地区15°N以北,尤其是印度半岛中部和西北部夏季降水均显著增加,阿拉伯海对流层低层的西南风和印度西北部偏南风显著加强。伊朗高原对中亚干旱区的干旱化作用更强,并以冬季变化为主导。伊朗高原引起的中亚地区冬季降水减少量占兴都库什和伊朗高原共同作用的71.4%。伊朗高原抬升后,中亚地区冬季的盛行西风显著减弱,从而导致降水显著减少。本研究的数值模拟试验表明,地质记录揭示的南亚季风在晚中新世的加强可能与兴都库什山脉和伊朗高原在该阶段的抬升密切相关。