【大气所新成果】大尺度土地利用对季风区气候变化的影响

图大尺度土地利用变化对季风区陆-气通量和大气环流影响的示意图。其中两个正反馈循环用黑色粗箭头表示。土壤湿度是陆-气之间正反馈循环中的关键变量。气温-下沉运动-大气水汽含量构成了大气内部的正反馈循环。

大尺度土地利用对季风区气候变化的影响表现出显著季节性

人类活动通过改变土地利用/覆盖而影响区域动量、能量和水分收支，从而对区域气候变化产生显著影响。大尺度土地利用变化（LULCC）是人类活动影响气候变化的重要途径之一。中国和印度地处亚洲季风区，也是全球土地利用变化最大的地区。LULCC对季风区气候的影响如何，其机理又是什么？这是气候变化研究中的一个重要科学问题。

　　中国科学院大气物理研究所的徐忠峰、杨宗良、符淙斌以及美国西肯塔基大学的R.Mahmood和得克萨斯大学奥斯汀分校的苏华博士，利用NCAR的地球系统模式CESM就上述问题开展了深入的研究。通过潜在植被和现实植被的模拟试验发现：LULCC对亚洲季风区850hPa环流的影响在春季和秋季表现最为显著，在冬、夏季风期间影响相对较弱。机理分析表明，陆地和大气之间以及大气内部各存在一个正反馈过程（上图）。在春季和秋季，季风区水平风速较弱，两个正反馈过程的存在，显著放大了LULCC对区域气候的影响；相反，在冬、夏季风期间，在强水平平流作用下，陆-气之间的正反馈过程很难维持。因此，LULCC对季风区冬、夏季气候的影响较春、秋季节弱。

　　此外，该研究还发现：LULCC对季风区地表气温的年际变率也存在显著影响。LULCC导致印度半岛北部地区陆-气耦合强度显著增强，从而导致该地区秋季地表气温的年际变化的振幅增大。相反，LULCC则导致华北-蒙古地区秋季气温的年际变化振幅显著减弱。机制分析表明，这主要是由于LULCC导致中国东部地区地表反照率增大、感热减小，使得850hPa气温减弱，在长江流域到西伯利亚东部地区出现由南向北的温度梯度异常，该温度梯度异常与气候平均态的温度梯度方向相反。也就是说，LULCC导致东亚地区南北向温度梯度减弱，这有利于温度平流的年际变化减弱，进而导致华北-蒙古地区气温年际变率减弱。

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