小冰期以来东亚夏季风核心区与边缘区水热组合对比研究
批准号:
42077406
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
史锋
依托单位:
学科分类:
第四纪环境与环境考古
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
史锋
中文摘要
由于温度和降水组合的异常变化而引发热浪与干旱等并发对人类社会和生态系统的危害性成倍增加,这种水热组合的变化规律和影响机制也是国际古气候研究的学术前沿。已有气候重建研究表明小冰期回暖以来东亚季风核心区与边缘区水热组合变化存在争议,加之气候重建与模拟的不匹配现象进一步限制了研究重建水热组合的影响过程。针对上述问题,本项目拟选择水热组合关系反向的两个典型地区长江中下游和黄河上游为研究对象,基于树轮宽度和氧同位素等记录进行气候集成研究,获取东亚季风核心区与边缘区温度和降水组合的多尺度变化证据,在此基础上,采用最新的粒子滤波数据同化技术,同化模拟小冰期以来东亚季风区气候变化过程,阐明小冰期回暖以来东亚夏季风水热组合变化所对应的大气环流和水汽输送特征,揭示工业革命前自然因素主导气候变化的背景下影响季风区夏季温度和降水组合变化的物理机制,为理解当前复合型极端气候事件发生机理及其未来变化趋势提供科学参考。
英文摘要
Concurrent droughts and heatwaves caused by the combined temperature-precipitation variations often have double impacts on humans and ecosystems in East Asia. The influence mechanism of this hydrothermal combination is also an academic frontier in paleoclimate research. Previous studies of climate reconstructions suggested that the hydrothermal combination of the core and marginal areas of the East Asian monsoon since the Little Ice Age is still controversial, and the mismatch between reconstruction and simulation further limits the research process of the impact of the reconstructed hydrothermal combination. This project intends to select two typical regions with the reverse relationship of hydrothermal combination in the middle and lower reaches of the Yangtze River and the upper Yellow River as the research objects, and to obtain the variations of the temperature and precipitation combination in core and marginal areas of the East Asian monsoon over various timescales, based on the integration of tree ring width and oxygen isotope records. On this basis, the climate variation of the East Asian monsoon region since the Little Ice Age is obtained using the particle filter method as a data assimilation approach, to quantitatively clarify the atmospheric circulation and water vapor transport, corresponding to the spatiotemporal evolution of the hydrothermal combination in East Asian summer monsoon since the Little Ice Age, and explore the variation mechanism of summer temperature-precipitation combination in the monsoon region under the background of climate variation dominated by natural factors before the Industrial Revolution. This provides scientific reference to understand the occurrence mechanism and its future trends of current composite extreme climate event.
东亚季风气候影响着全球约五分之一人口的生产与社会活动,其水热组合的变化规律及机制,既关系到国民经济的重大需求。也属于国际前沿的科学问题。本项目针对这一问题,开展了基于记录重建与模型模拟相结合的联合攻关,获得了最近22,000年来我国8个区域的夏季温度和降水序列。在此基础上,取得以下进展:.1)现代暖期究竟是正常的周期事件,还是异常的突变?我们利用树轮和历史文献等过去千年古气候重建结果,对气候模型模拟进行了校准,实现了气象器测资料、树轮等古气候重建记录与气候模型模拟结果的有机对接,获得了最近22,000年来我国8个区域的夏季温度和降水序列。结果表明,在我国8个区域,现代暖期的温度和降水变化并未超越全新世大暖期。而我国北方(包括西北,华北和东北)全新世温度和降水峰值出现的时间主要受轨道强迫所主导。.2)已有研究表明在冰期东亚夏季风偏弱,而在间冰期东亚夏季风偏强。但对于百年尺度上东亚夏季风与温度之间这种水热组合关系的演变尚不清楚。我们通过古气候重建记录和气候模型模拟结果的对比分析,发现过去千年东亚夏季风与北半球夏季温度呈显著的负相关关系,且东亚夏季风受气候系统内部变率北太平洋年代际振荡主控。针对21世纪的高排放情景预估结果显示,在未来百年内东亚夏季风和温度均呈上升趋势,我国东部降水则呈现单极子模态的分布特征。.3)长白山千年大喷发是过去两千年来全球规模最大的火山喷发事件之一,其是否导致显著的气候效应一直存在争议。我们在67条对温度变化敏感的高分辨率树轮记录中发现,25条记录在公元945年前后出现显著的负异常,可能与长白山火山喷发有关。气候模型模拟试验表明,长白山千年大喷发导致中高纬区域气温急剧下降并持续约3年,同时长白山火山喷发导致梅雨带降水量增加,而印度及中国南海降水量减少。
过去500年我国汛期降水空间格局变化研究:基于气候模式和代用资料的同化
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批准号:41877440
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2018
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负责人:史锋
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依托单位:
基于时间尺度分离的古气候空间格局重建方法改进及其应用
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批准号:41505081
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2015
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负责人:史锋
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依托单位:
国内基金
海外基金