科研进展

江洁等-SA:未来西风急流变化有望缓解中亚干旱化态势

亚洲干旱半干旱区位于欧亚大陆腹地,主要包括我国西北地区和中亚等区域,对气候变化和水资源短缺高度敏感。在全球增温背景下,热力学机制通常预示着干旱地区将遵循“干更干”(dry-get-drier)的变化规律,面临干旱进一步加剧的风险。然而,未来亚洲干旱半干旱区是否会完全遵循这一规律?大气环流变化能否调节热力学过程引起的干旱化态势?这些问题对于认识亚洲干旱半干旱区未来干旱变化及其气候风险具有重要意义。

中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟和应用全国重点实验室江洁副研究员在Science Advances发表了题为“A strengthened and southward-shifted westerly jet mitigates warming-induced drying across Asian drylands”的研究论文。该研究揭示了欧亚大陆副热带西风急流(ESWJ)的未来变化及其对亚洲干旱半干旱区降水与蒸发之差(P-E,衡量陆地可用水量的重要指标)变化的调节作用。研究发现,2025-2100年夏季,ESWJ预计将持续增强并向南移动,通过影响局地环流及水汽输送,部分抵消中亚地区因全球变暖引起的干旱化态势。

物理机制分析表明,温室气体增加和人为气溶胶减排均会引起未来ESWJ增强,此外温室气体增加还将进一步驱动急流向赤道方向移动。ESWJ的增强与南移均能够影响中亚地区水汽输送:其中,ESWJ增强有利于向中亚北部输送更多水汽,而ESWJ南移则促进更多水汽向中亚南部输送。上述环流变化共同作用,部分抵消了全球变暖导致的干旱化态势,使亚洲干旱半干旱区大范围地区未来P-E的变化幅度相对有限且不显著。

值得注意的是,未来ESWJ增强的变化趋势与近几十年来观测到的急流减弱趋势形成鲜明对比。研究进一步发现,人为气溶胶排放变化在这一趋势转变过程中发挥了重要作用。自20世纪70年代末以来,欧亚大陆人为气溶胶不均匀排放导致夏季ESWJ减弱,并加剧了中亚北部的干旱化态势。未来,随着亚洲等地人为气溶胶排放减少,ESWJ预计将由过去的减弱转向增强,且这一转变的迹象已于2010年前后开始显现。

上述研究深化了对亚洲干旱半干旱区未来气候变化及相关机制的认识,同时强调了人为气溶胶减排对区域气候变化的复杂影响。研究结果表明,在预估区域气候未来变化及其影响时,除关注温室气体排放的气候效应以外,还需要充分考虑人为气溶胶排放变化对大气环流、水分输送的重要调节作用。

中国科学院大气物理研究所江洁副研究员为论文第一作者。该研究得到国家自然科学基金(42475030、42588201和42205034)的共同资助。

文章信息:

Jiang, J., and T. Zhou, 2026: A strengthened and southward-shifted westerly jet mitigates warming-induced drying across Asian drylands. Science Advances, 12, eaed7890, https://doi.org/10.1126/sciadv.aed7890.

图:不同排放情景下中亚北部和南部热力学(Ther)及动力学(Dyna)过程引起的水汽输送变化,其中后者受西风急流变化影响。


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