陕西
中亚是欧亚大陆干旱区水循环研究的关键区域。受西风、极锋及复杂地形调控，区域形成冬雨区、夏雨区两类降水系统。由于两大降水区交界过渡带长期缺少高分辨率古气候记录，末次冰期以来二者的范围演变及驱动机制始终尚不明确。近日，地球环境研究所黄土与气候变化团队基于中亚哈萨克斯坦黄土‑古土壤剖面重建了古降水记录，揭示了末次冰期以来中亚冬雨区与夏雨区的动态变迁规律，为理解中亚气候对全球变化的响应提供重要新证据。
研究团队选取哈萨克斯坦南部阿拉木图附近、西天山北麓，也就是冬雨区与夏雨区的交界过渡带的两处黄土‑古土壤剖面开展高分辨率古降水重建（图1）。依托 AMS14C 与光释光（OSL）测年构建年代框架，通过傅里叶变换红外光谱测定碳酸盐、白云石含量，扣除物源输入影响后建立降水指标（PI），重建了该区域约51 ka以来的降水演化历史。结合区域古气候记录与古气候模拟结果，解析了末次冰期以来中亚冬雨、夏雨区的范围演变及驱动机制。
研究显示，中亚冬雨区与夏雨区并非固定不变，末次冰期发生过多次扩张与收缩的动态调整（图2）。32.4—19.2 ka，北半球高纬寒冷，极锋增强南移，冬季西风向中亚输送水汽，二者协同促使冬雨区扩张，研究区以冬季降水占主导。51—43 ka 以及 14—10 ka，极锋减弱北撤，冬季环流的影响减弱，夏季西风水汽输送能力提升，夏季降水占比增加，推动夏雨区扩张。43—32.4 ka、19.2—14 ka 以及 10 ka 至今，冬、夏雨区分布接近现代格局；两大降水区之间的过渡带以春季降水为主，降水变化与春季西风强度密切相关。
研究证实，中亚降水季节特征的长期变化受地球轨道尺度太阳辐射调控：不同季节太阳辐射梯度调节冬、夏、春季西风强度；地轴倾斜度引发的北半球温度变化，改变极锋的位置与强度，二者共同驱动不同时期冬雨区、夏雨区的扩张和收缩（图3）。该研究从降水过渡带的视角，阐明西风‑极锋系统长期调控中亚降水季节分配与空间格局，为认识地质时期中亚水循环及其对外部气候强迫的响应提供了新的地质证据。
相关成果近期发表于国际地学期刊Catena。地球环境研究所博士研究生魏皓儒为论文第一作者，宋友桂研究员、康树刚研究员为共同通讯作者。合作单位包括福建师范大学、浙江师范大学、中国科学院青海盐湖研究所、伊朗霍尔木兹甘大学、哈萨克斯坦乌斯帕诺夫土壤科学与农业化学研究所。本研究由国家自然科学基金、中国科学院国际合作伙伴计划和青年创新促进会联合资助。
Wei, H., Song, Y.*, Kang, S.*, Chen, X., Li, Y., Zeng, M., Han, L., Chen, T., Gholami, H. and Galymzhan, S., 2026. Extent shifts of Central Asian winter- and summer-rain domains since the last glacial period and their driving mechanisms. Catena 274. https://doi.org/10.1016/j.catena.2026.110513.
图1 中亚主要大气环流系统及黄土—沙漠分布示意图和黄土剖面位置
图2 阿拉木图黄土剖面降水指标与轨道参数、不同季节太阳辐射梯度及区域古气候记录对比
图3 末次冰期以来中亚冬雨区和夏雨区范围变化驱动机制示意图
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