圖：小冰期亞洲-澳大利亞夏季風同步撤退。紅色符號代表小冰期降雨減少的古降雨記錄位置，藍色代表增多的位置，紫色代表沒有明顯變化的位置。亞洲季風前緣(左)和澳大利亞季風前緣(右)的降雨記錄均顯示小冰期降雨減少，而熱帶西太平洋地區的降雨記錄則顯示降雨增多，指示小冰期熱帶輻合帶的收縮。
西太平洋地區是全球人口密度最大的區域之一，未來氣候變化過程中西太平洋地區的降雨在時間和空間上會發生什麼樣的變化對區域社會經濟的發展至關重要。近日，Nature Geoscience 以長文(Article)的形式在線刊登了中國科學院地球環境研究所副研究員晏宏等的最新研究成果。在題為《小冰期西太平洋熱帶輻合帶動力學》（Dynamics of the intertropical convergence zone over the western Pacific during the Little Ice Age）的研究論文中，研究團隊對過去千年亞洲-澳大利亞季風的變化進行了詳細的分析，並對其變化模式和機制進行了探討。
熱帶地區的降雨主要發生在一條狹窄的輻合抬升帶上（學名熱帶輻合帶）。熱帶輻合帶的位置和強度控制著熱帶地區降雨的時空分布。同時，通過水汽供給和氣壓梯度力的作用，熱帶輻合帶還會對鄰近大陸的季風強度產生重要影響。在長時間尺度上（軌道-千年），研究顯示熱帶輻合帶通常會出現整體位置的南北平移，這種平移通常會導致南北半球熱帶地區的降雨出現相反的變化。比如，當熱帶輻合帶整體北移的時候，北半球熱帶地區降雨會增加，而南半球熱帶地區則會減少。
雖然長時間尺度熱帶輻合帶的變化已經得到了清楚的認識，但是在與人類社會密切相關的短時間尺度（年代-百年），熱帶輻合帶的變化模式和機制仍然不清楚。研究者通過對亞洲-澳大利亞季風區古降雨記錄的綜合分析，發現亞洲夏季風和澳大利亞夏季風在最近的小冰期中（約公元1400-1850年）出現了同步撤退的現象。這種南北半球夏季風同步撤退的情況與長時間尺度上的反向變化（熱帶輻合帶平移導致）完全不一樣。研究團隊提出了一種新的術語名為「熱帶輻合帶收縮」（ITCZ contraction）來解釋這一現象。
通過進一步的分析，研究團隊認為熱帶輻合帶的收縮可能與小冰期期間太陽能量輸出的減弱有關。由於陸地降溫比海洋快，小冰期太陽輻射的減弱會導致陸地-海洋的熱力差減弱，從而減弱海洋向陸地的水汽輸送能力。西太平洋地區的特殊格局（赤道地區為海洋，南北半球為亞洲大陸和澳大利亞大陸）條件下，則演變為熱帶向南北大陸水汽輸送的減弱，從而出現熱帶輻合帶收縮的現象。研究團隊利用多個氣候模式的模擬結果也證實了這一現象。
此項研究得到了科技部、自然科學基金委及科學院項目的支持。（來源：中科院地球環境研究所）
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