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南京师范大学地理科学学院科研成果在Nature出版集团《Scientific Reports》期刊上发表

期刊名:Scientific Reports 日期:2017-02-16

DOI:10.1038/srep42626 作者:宁亮、刘健、孙炜毅

我校地理科学学院宁亮副教授课题组在火山喷发对亚洲夏季风年代际变率影响的研究中取得重要进展。该成果以“Influences of volcano eruptions on Asian Summer Monsoon over the last 110 years”为题于2017年2月16日在国际学术权威刊物Nature出版集团旗下子刊《Scientific Reports》(7, 42626 (2017), DOI: 10.1038/srep42626)上发表。第一作者为宁亮副教授,刘健教授与孙炜毅博士分别为第二、第三作者。

亚洲夏季风降水是近几十年来许多经济快速增长的亚洲国家主要的水资源,因此研究亚洲夏季风的内部变率和外部因素对亚洲夏季风的影响意义深远。影响亚洲夏季风的外部因素主要包括自然因素——太阳辐射、火山喷发等,和人为因素——温室气体、气溶胶、土地利用/土地覆盖的改变等。前人的研究显示,大型火山喷发会对东亚夏季风降水产生一定影响,其短期影响表现为:东亚夏季风减弱,东亚夏季风降水减少;长期影响表现为:火山喷发在对东亚夏季风降水具有潜在影响的大西洋多年代际涛动中发挥了主导作用。本文对前人的成果进行了进一步验证,并揭示了火山喷发和大西洋年代际振荡对亚洲夏季风的影响机制。

本次研究使用高分辨率月降水观测数据(0.5°*0.5°)和第五次耦合模式比较计划(CMIP5)中的通用地球系统模式(CESM1-CAM5)模拟结果对火山喷发期亚洲夏季风降水进行了研究。结果表明:(1)火山喷发活跃期(1901~1935年和1963~1993年)亚洲夏季风降水明显低于非火山喷发活跃期(1936-1962年)。(2)火山喷发是亚洲夏季风降水年代际变化的主要原因。通过对火山喷发活跃期(1901~1935年和1963~1993年)和非火山喷发活跃期(1936-1962年)冬季和夏季海平面温度(SST)的差异进行评估,发现相较于火山喷发活跃期,非火山喷发活跃期的北大西洋海表面温度明显偏高。为进一步揭示火山喷发和大西洋多年代际涛动(AMO)对亚洲夏季风的影响机制,应用线性相关和线性回归方法研究大西洋多年代际涛动与亚洲夏季风降水之间的关系,以及大西洋多年代际涛动对海表面温度、相对湿度和比湿的影响。研究结果显示,在火山喷发活跃期,大西洋多年代际涛动指数为负,热带太平洋上的沃克环流异常减弱,对亚洲夏季风区域的水汽输送较少,导致亚洲夏季风降水的减少。

这个新发现有助于提高未来对亚洲夏季风变化的预测,还有助于未来资源管理者和决策者制定适应经济可持续发展的计划。

该文第一作者宁亮老师为南京师范大学地理科学学院副教授,美国马萨诸塞大学地球科学系兼职助理教授,《Scientific Reports》期刊编委,美国地球物理学会(AGU)会员,美国气象学会(AMS)会员。

(南京师范大学地理科学学院供稿)

文章链接:http://www.nature.com/articles/srep42626/

发布时间:2017/10/25