中科院大气所周天军研究员：人为气溶胶导致观测中全球陆地季风区变干学术资讯

来源：中国科学杂志社

中科院大气所周天军研究员等检测了人为气溶胶对全球季风变干趋势的贡献，阐明了人为气溶胶影响季风降水的动力和热力机制。

得益于充沛的季风降水，全球陆地季风区生活着全球约2/3人口，季风降水变化直接影响到当地社会和经济发展。然而，观测证据表明20世纪后半叶以来全球陆地季风降水显著减少，这将直接影响到季风区的水资源供给、粮食产量等。在近几十年来人类活动影响的背景下，理解自然和人为因子对季风区变干趋势的贡献和物理过程，是理解人为气候影响的重要议题之一，对于季风区未来气候预估的阐释、旱涝灾害风险管理、减缓与适应策略的制定具有重要意义。
近日，中国科学院大气物理研究所周天军研究员等与加拿大环境和气候变化部、美国西北太平洋国家实验室、英国雷丁大学的专家合作，基于第五次耦合模式比较计划（CMIP5）多模式模拟结果，分离并定量研究了不同自然强迫（太阳活动和火山活动）和人为强迫（温室气体、人为气溶胶等）对观测中20世纪后半叶以来全球季风变干趋势的贡献，相关论文以封面文章发表在《中国科学：地球科学》英文版2020年第７期。

首先，利用严格的“最优指纹”检测归因方法，该研究从统计角度指出观测中全球季风的变干趋势可归因于人类活动，且由人为气溶胶强迫主导。进一步，围绕着人为外强迫影响季风降水变化的物理过程，水汽收支诊断表明，人为气溶胶强迫主要通过减少地表太阳辐射、冷却地表从而使季风降水减少。具体而言，气溶胶的冷却作用对降水变化具有双重贡献：既能通过减少大气湿度来减弱水汽辐合（即热力作用），又能减弱海陆热力对比从而减弱季风环流（即动力作用），二者共同作用使得季风降水减少（下图）。

人为气溶胶减弱季风降水的热力和动力过程此外，人为强迫的另一主要要素——温室气体——对观测中季风降水变化的贡献则相对较弱。这是由于温室气体增温一方面使得大气湿度增加，有利于降水增加，而另一方面使得大气稳定度增加而削弱对流；二者互相抵消。

1948~2005年全球陆地季风区夏季降水变化“人为气溶胶对季风降水减少的显著影响为未来气候变化提供了重要参考，”该文作者强调，“部分季风区如印度，正经历社会经济的快速发展和气溶胶排放的快速增长时期, 未来如果不采取有效措施来减少气溶胶排放，则季风降水可能将持续减少，从而影响水资源供给和粮食安全。而中国自2006年以来气溶胶排放已有所下降，这有利于缓解季风区降水的减少趋势。”

来源：scichina1950 中国科学杂志社

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