在当前气候状态下，东亚夏季风季节演变（即“东亚夏季风北跳”）是指东亚季风气候自南向北延伸至40ºN附近的关键过程，表现为季风环流和雨带从初夏（我国南方-日本南部）至盛夏（我国北方-朝鲜半岛）逐渐北移。季风北移时间发生变化，能够导致东亚地区降水异常，进而造成干旱或洪涝灾害。例如，2020年因为梅雨季偏长引发了破纪录的“暴力梅”事件。气候增暖如何影响东亚夏季风的季节演变是一个众所关注的话题。开展古今对比研究，是理解未来气候可能情景的重要手段。中上新世（~3.3-3.0百万年前）是距今最近的地质暖期，地质构造与当前基本一致，生物界、植物界的面貌接近现代，大气CO2浓度约400 ppm，同时植被增多、冰盖减少，是我们理解东亚夏季风未来变化的重要参照物。然而，东亚夏季风季节演变在该暖期曾经发生何种变化尚不清楚。
最近，中国科学院大气物理研究所何林强博士（现为美国哥伦比亚大学博士后）与所在课题组师生合作，在Journal of climate发表题为“Earlier seasonal march of the East Asian summer monsoon in the mid-Pliocene”的研究论文，指出中上新世中纬度植被增加和热带陆架暴露共同导致东亚夏季风演变提前约2侯。
该研究综合古气候模拟和多种诊断方法，分离了大气CO2、地表类型、古地理变化对于东亚夏季风季节演变提前的影响。研究发现，一方面，中上新世中纬度地区植被增多、地表反照率降低，加剧的增暖减弱了经向温度梯度，导致副热带西风急流减弱北移，从而减弱了地形罗斯贝波，在东亚地区维持高压异常。另一方面，中上新世海洋性大陆陆架暴露，地表类型的变化抑制了海洋性大陆地区的对流活动，通过局地哈德莱环流增强了副热带西北太平洋对流活动，从而激发出太平洋-日本型遥相关，在东亚北部维持高压异常。上述的中纬度和热带过程共同导致西太副高和季风雨带偏北，进而使得东亚夏季风北跳提前。
研究结果表明，作为大气CO2持续增加的间接效应，中纬度植被增多有助于东亚夏季风季节演变提前；而大气CO2增加的直接效应会导致季风北跳略有延迟。这为预估未来长期增暖情景下东亚夏季风的演变特征提供了重要启示。
论文第一作者为何林强博士，通讯作者为中国科学院大气物理研究所周天军研究员，合作者包括大气物理研究所陈晓龙副研究员、邹立维研究员，中国气象科学研究院左萌博士。该研究受国家自然科学基金“青藏高原地球系统基础科学中心项目”（41988101）和第二次青藏科考项目（2019QZKK0102)）资助。
论文引用
He, L., T. Zhou, X. Chen, M. Zuo, and L. Zou, 2024: Earlier Seasonal March of the East Asian Summer Monsoon in the Mid-Pliocene. J. Climate, 37, 5939–5952, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0709.1
图1 中上新世和SSP5-8.5情景下东亚夏季风降水季节演变的比较。（a，b）当前气候，（c，d）中上新世和（e，f）SSP5-8.5情景下东亚地区（110°E-130°E）降水的时间-纬度演变（填色，单位：mm d-1）。左列为CESM2结果，右列为EC-Earth3结果。（a，b）中等值线为观测资料APHRODITE结果。图中红色标记表示基于K-Means聚类方法得到的东亚初夏和盛夏雨季的时间。
