近日，中国科学院地球环境研究所气候变化集成‑模拟‑同化‑预测团队（CLIMAP），围绕中上新世、中全新世等典型暖期，利用高辨率地球系统模式与区域气候模式，系统揭示了不同增暖机制下北半球夏季风与亚洲内陆干旱区降水的响应特征，为理解未来增暖背景下亚洲不同区域水循环变化提供了新依据。

利用高分辨率（水平分辨率约50 km）地球系统模式CESM1.2，研究综合评估了轨道日射驱动的中全新世与温室气体驱动的2倍CO₂情境下亚洲内陆干旱区平均态与极端降水的时空特征（图1）。中全新世时期，中亚干旱区年平均和极端降水变化空间异质性突出：塔里木盆地—天山地区（TBTS）降水显著增加，其北部、西部减少；2×CO₂情境下则整体呈增加趋势，空间异质性明显降低。两种情境下降水最大增幅均出现在塔里木盆地南部及相邻昆仑山地区，但中全新世增幅更大。季节上，中全新世TBTS平均与极端降水增幅在夏季最大，2×CO₂背景下基本转移至冬季。值得注意的是，2×CO₂情景下该区域夏季平均和极端降水增幅虽低于中全新世，但年际变率显著增大，暗示未来该区域将出现更极端的旱涝事件。

针对地质记录对中全新世高原干湿状况存在的分歧，研究团队引入伪全球增暖动力降尺度技术，结合4公里分辨率的对流可分辨区域气候模式，成功刻画了高原降水的空间细节。结果显示，全球模式原有的降水差异被大幅收敛，呈现出一致的新格局：中全新世青藏高原夏季降水表现为“西部多雨、东部少雨”的偶极型分布，西部显著增加、东部反而减少（图2）。进一步分析揭示，大尺度环流变化导致的水汽输送差异是造成高原东西部干湿对比的直接原因。该结果不仅解释了不同地区地质记录呈现相反信号的原因，也为未来预估高原降水、服务区域水资源规划提供了更可靠依据。

针对中上新世暖期北半球夏季风增强的成因，研究团队基于PlioMIP2多模式模拟开展归因分析。结果显示，地形边界条件通过减弱北半球反照率、促使热带辐合带（ITCZ）北移，是夏季风增强的关键机制。研究暗示，未来气候变暖过程中海平面抬升、冰盖消融带来的地形改变将显著扰动北半球夏季风系统；将地形的动态演化纳入全球气候模式，可有效改善对北半球夏季风变化的预估水平。

上述研究表明，暖期亚洲季风与内陆干旱区降水变化并非呈现单一线性响应，而是与增暖机制、地形边界条件及区域尺度过程密切相关；高分辨率、对流可分辨模拟在复杂地形区水资源预估中具有重要价值。相关成果发表在《大气和海洋科学快报》（Atmospheric and Oceanic Science Letters）上，研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划及国家自然科学基金项目联合资助。

文章链接：

Sha, Y., Ren, X., Wu, J., Guo, J., Shang, K., Xie, X., Shi, Z.* 2026: Responses of mean and extreme precipitation in the arid Asian interior: A high-resolution modeling comparison of the mid-Holocene and 2×CO₂ climates. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 100827. https://doi.org/10.1016/j.aosl.2026.100827

Liu, H.* and Liu, X. 2026: Spatially contrasting mid-Holocene precipitation changes over the Tibetan Plateau: Insights from 4-km convection-permitting regional simulations. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 100826. https://doi.org/10.1016/j.aosl.2026.100826

Li, S., Xie, X.*, Guo, J., Liu, H., Ren, X., Li, X., Shi, Z. 2026: Attribution of Northern Hemisphere summer monsoon intensification in the mid-Pliocene: Insights from PlioMIP2. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 100850. https://doi.org/10.1016/j.aosl.2026.100850

图1 塔里木-天山地区平均和极端降水的季节变化

图 2 全球气候模式与4公里对流可分辨模式模拟的青藏高原中全新世降水变化对比