朱晨光：东亚-中亚气候受控于原西藏高原古纬度演化

来源：中国地质大学-科研

新生代亚洲气候变化以东亚季风性气候加强和中亚干旱化为特征。数值气候模拟表明青藏高原隆升是支配亚洲区域性气候变化的重要因素，但未考虑原西藏高原在新生代古地理条件下古纬度变化的控制因素。古高程与古地磁学研究表明，原西藏高原（proto-Tibetan Plateau，拉萨地体+羌塘地体）在始新世隆起，南缘位于~20°N，随着印度板块与欧亚板块碰撞而逐渐向北生长。渐新世末期，原西藏高原南缘（拉萨地体）已接近现今纬度（~29°N），并向北生长扩展至昆仑-祁连山。原西藏高原新生代古纬度与古高程的协同演化过程对东亚-中亚气候有何影响，这一气候效应是否可以与古气候替代性指标——地质记录相吻合？

针对上述古气候研究的前沿科学问题，我校地球科学与资源学院博士研究生朱晨光在“大陆汇聚与青藏高原生长”求真研究群体王成善院士和孟俊副教授的指导下，利用全耦合的通用地球系统模式（Community Earth System Model, CESM）及其大气模块（Community Atmosphere Model, CAM）对原西藏高原纬向移动的气候效应进行了数值模拟，并取得以下创新性研究成果：

1、现代边界条件下，CESM和CAM实验均表明原西藏高原纬向移动对东亚-中亚气候系统具有重要影响。在东亚表现为：年平均降水增加，降水季节性增强（图2）；西太平洋副热带高压向西延伸，高压脊线向极移动，东亚北部和中国东北地区夏季风环流加强，水汽输送增加；东亚北部、中国东北及华南地区夏季的水汽辐合度增加；冬季风增强。不同东亚季风分区的表现有所差异。在中亚表现为：年平均降水和夏季降水大幅减少（图2）；40°N以北地区因中层大气冷平流加剧而使该处的大气下沉运动增强。

2、提出原西藏高原古近纪古高程与古纬度演化是（i）东亚始新世-早中新世气候变湿、季风性气候加强，（ii）中亚逐步干旱化和黄土高原黄土形成的一个重要控制因素。原西藏高原纬向演化为中亚不同纬度上干旱记录时间的不一致提供了一个可能的解释。

本研究的另一个重要意义在于：亚洲气候模拟结果与古气候指标吻合同时印证了原西藏高原新生代古纬度与古高程构造演化模式的合理性。

图1 始新世以来青藏高原古高程-古纬度的演化模式示意图

（据Wang et al. 2008, 2014; Meng et al. 2012, 2017; and Lippert et al. 2014）

图 2 （a-d）不同实验之间年平均降的变化（填色，单位：mm/day），（e-h）不同实验之间夏季降水（填色，单位：mm/day）和850 hPa风场（箭头，单位：m/s）的变化。实验ProTP_21(25, 29)中，原青藏高原的南缘位于21°N（25°N, 29°N），实验ModTP使用现今高原。（a）中罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的区域，分别为东亚北部、华南、中国东北以及中亚地区。红线表示3,500 m等高线

上述研究成果发表在地球物理学国际顶尖刊物《Geophysical Research Letters》上：Zhu, C., Meng, J.*, Hu, Y., Wang, C.*, & Zhang, J. (2019). East-Central Asian climate evolved with the northward migration of the high proto-Tibetan Plateau. Geophysical Research Letters, 46. [IF2017=4.34]

全文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019GL082703