高原中部環流過渡區西風帶對全新世氣候變化影響
西風急流與亞洲夏季風的協同作用共同影響了高原面上過去和現在的環境變化過程。古氣候研究通常認為，西風影響代表干冷，季風影響代表相對暖濕。相對應的降水δ18O（加權平均）存在不同的高低閾值。然而，西風對青藏高原全新世氣候的影響依然存在爭論，尤其是對中全新世（距今8000-4000年左右）水文氣候變化過程。關鍵問題在于缺乏西風降水的直接或獨立代理指標，這阻礙了我們對西風帶效應的深入認識。
中國科學院青藏高原研究所湖泊與環境變化團隊朱立平研究員等，聯合美國明尼蘇達大學大湖所（Erik T. Brown教授等）、我所古生態與人類適應團隊和河北地質大學的相關研究人員，綜合對比分析了高原中部西風-季風過渡區六個湖泊連續的多指標古環境記錄（圖1），結合提取的多站點現代降水穩定同位素再分析資料（圖2），充分評估不同狀態下降水氫同位素的閾值差異，建立了一個整合不同獨立指標記錄的“西風效應指數（Westerlies effect index）”來評估全新世西風帶對青藏高原中部的影響（圖3）。
研究表明，青藏高原中部晚冰期以來的有效濕度總體上遵循南亞季風主導區的濕度模式——在早全新世氣候適宜期里達到最大。西風帶對青藏高原中部古氣候變化的影響有兩種類型： I型（冷干）和II型（涼偏干或中等濕）。西風效應II型的情景發生在季風和西風的過渡區（如CQTP）或相應的大氣環流處于轉換期（如中全新世）（圖3），減弱的夏季風導致西風降水相對重要性的增加，西風降水有利于維持過渡區在季風減弱背景下中等或高的湖泊水位，而大量的冬季降水也會降低沉積物中δ18O和δDwax數值。因此，在環流過渡區，西風的影響并不總是意味著干燥的條件，在特定的時段或情況下，也可能是相對濕潤。
從區域尺度的大氣環流過程看，青藏高原中部的氣候水文波動以大約7 ka為分界經歷了兩個周期，在大約7 ka之前，各指標曲線的變化有相對一致性，我們把這種同步情況稱為兩種環流相互作用中的“單獨控制型”（single-dominant type），即從15-10 ka傾向于西風主控，而在10-7 ka為季風主控。中晚全新世（后一個周期）則存在非同步現象，期間可能受到大陸性氣團的活動影響，存在不同距離的水汽輸送和強化的局地水循環。
本研究分析了青藏高原上與西風與季風相互作用相關聯的水文過程和環境演變動力，提示在全新世某些時候西風帶水汽傳輸到過渡區的作用，重視未來暖濕化趨勢下夏季暴雨或冬季暴雪等極端降水增加的不確定性。
該成果以“Westerlies effect in Holocene paleoclimate records from the central Qinghai-Tibet Plateau”為題，近期正式刊發在國際地學期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》。博士后陳浩為第一作者，朱立平研究員為通訊作者。研究獲得了第二次青藏高原綜合科學考察研究、泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設等項目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2022.111036
圖1 研究區概況圖（LS：拉薩；TTH：沱沱河；DLH：德令哈；SZ：申扎；Pu：普若崗日冰川；Q：青海湖；N：納木措；S：色林措；C：赤布張措；L：令戈措；Z：茲格塘錯）
圖2 現代降水穩定同位素統計
圖3 青藏高原中部西風影響指數及區域大氣環流指標（西風影響指數為無量綱，數值越高，西風影響越大）