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过去千年火山活动对降水和海洋模态影响及机制的模拟研究

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主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.7 大气环流与水汽来源：过去、现在和未来

      中国东部是世界上受干旱影响最严重的地区之一。大量前人研究表明，过去千年中国东部降水变化受到气候系统内部变率与外部强迫的共同影响，但相关认识仍存在争议。本研究基于重建资料、通用地球系统模式（CESM）和多模式模拟资料，从内部变率和外部强迫相互作用的角度，分析了火山喷发对中国东部干旱的影响。以明朝末年崇祯大旱为例，探究了历史时期，火山外强迫对极端干旱事件的作用及其对文明演替的潜在影响。在此基础上，进一步分析不同时间尺度上火山喷发对不同海洋模态的调制及其降水响应机制。



      研究结果显示，崇祯大旱是过去千年中国东部最严重的干旱事件之一，这次干旱最初由内部变率触发，火山喷发对其起到了加剧和延长的作用。进一步研究表明，不同干旱阶段（前期、中期和末期）下的火山喷发对中国东部降水具有非线性影响，其中发生于干旱末期的火山喷发更容易显著放大和延长干旱。此外，过去千年不同强度和空间位置的火山喷发可能对北大西洋表层、次表层及深海海温及海洋热容量产生不同程度的重置和调制作用。火山喷发不仅能够在年代际时间尺度上，影响大西洋多年代际振荡（AMO）和太平洋年代际涛动（PDO）的位相变化，及其相互作用关系，还能够在百年时间尺度上导致AMOC减弱。这些海洋过程通过多尺度海气相互作用，对中国东部降水变化产生重要影响。