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研究青藏高原.喜马拉雅山地区构造隆升气候影响对理解亚洲季风演变历史及机制有重要作用。近些年较新的地质证据对青藏高原一喜马拉雅山地区的隆升历史有了全新的认识,隆升的主要阶段对亚洲季风演变的影响需要通过数值模拟研究方法进一步加以确定。此外,其他地区的构造隆升如东非高原的隆升也对亚洲季风的演变产生影响,地质证据表明上新世以来是其强烈隆升期,但具体气候效应需要更多数值模拟研究的支持。本文以青藏高原一喜马拉雅山地区的构造隆升为主要研究对象,分析历史时期亚洲季风演变与它的关系,并利用国际古气候模拟对比计划(PMIP)和政府间气候变化委员会(IPCC)数值模拟资料进一步分析青藏高原的存在对东亚区域降水变化产生的作用。
通过分析,得到的主要结论如下:
1、数值模拟结果显示高原隆升三个阶段的气候效应差异明显,对亚洲季风各子系统的发展具有不同影响。无高原时东亚地区就存在微弱夏季风,在高原中部隆升后,虽然东亚夏季风增加微弱,却显著增强了冬季风环流,使得此时冬、夏季风变化明显且季风系统可能初步建立,这个阶段可能发生在~25Ma;而喜马拉雅山的隆起,使得东亚夏季风增强强于冬季风,此阶段可能对应于~10-8Ma;而高原北部的隆起,进一步增强了东亚地区的冬、夏季风,使得东亚季风有进一步发展,对应于5Ma以来。高原三个隆升阶段对南亚季风区夏季降水等气候要素也有逐渐增强作用,在青藏高原中南部和喜马拉雅山隆起后,对印度季风的影响已经达到一定程度,而高原北部隆起对其影响相对较小。高原隆升三个阶段气候效应与地质记录可以定性的对应起来。
2、大量地质证据表明,上新世以来(最近5Ma)青藏高原北部及非洲东部和南部地区出现过显著的构造隆升,而与此同时亚洲季风也经历了巨大的变化,这两者之间是否存在着因果联系一直是地学界所关心和争论的一个重要科学问题。数值模拟研究结果表明东一南非高原的隆升增强了索马里急流,并增强了印度夏季风。上新世以来亚洲夏季风的增强与青藏高原北部及非洲东、南部地区两地构造隆升密切相关,但两者隆升对于亚洲季风子系统的作用是有区别的,青藏高原北部隆升主要造成东亚北部夏季风的增强及季风降水的增多,但对南亚季风的作用较小;东.南非高原的隆升明显增强南亚夏季风,但对东亚季风的影响有限。模拟结果与地质记录显示的定性一致说明了上新世以来青藏高原北部及非洲高原的共同隆升对亚洲季风的增强有着重要意义。
3、利用国际古气候模拟对比计划(PMIP)对中全新世暖期和政府间气候变化委员会(IPCC)在未来温室气体中等排放情景(AlB)下对21世纪末期的多模式气候模拟资料,并与中全新世暖期地质气候记录相结合,对这两个时期东亚地区夏季降水变化相似型进行了分析研究。结果表明,东亚地区中全新世与21世纪末气候变暖情景下的夏季降水变化分布型存在一定的相似性,尤其反映在两个关键区降水变化上:青藏高原南部降水变化均出现增多,增幅达到1.5mm/dav以上;新疆西南部降水变化均出现减少,减少幅度达到0.1mm/day以上,且中全新世降水模拟变化结果与地质气候记录定性吻合,东亚地区全新世暖期夏季降水变化在一定程度上可作为未来夏季降水变化的历史相似型。青藏高原的存在使高原南缘和新疆地区西南部的夏季降水变化趋势紧密联系在一起,并且对两地区降水变化出现反向变化起到一定作用。