我校青年教授Nature发文 揭秘大气急流影响的农业和社会极端事件
本报讯 北京时间9月25日23时,我校城市与环境学院教授徐国保以第一作者身份在国际顶尖期刊Nature(《自然》)发表长文“Jet stream controls on European climate and agriculture since 1300 CE”(大气急流影响了欧洲七个世纪的极端事件)。文章系统地揭示了大气急流的位置变化对欧洲森林生态系统和社会、经济的影响。
急流是位于上层大气中的高速风带,分别在北半球和南半球由西向东环绕地球。急流的位置并不固定,会随着高、低压系统的位置和强度变化而向北或向南移动,从而影响地球表面的气候条件,导致热浪、洪水和干旱等极端事件发生。然而人类对工业化时代之前急流的变异性及其影响了解非常有限。
在北半球,急流在欧洲的位置变化,导致西北欧和东南欧出现相反的气候状况和极端天气现象,形成了一个类似于跷跷板的气候“偶极”模态。为了分析欧洲地区急流位置的历史变动情况,研究团队以来自巴尔干半岛、阿尔卑斯山和不列颠群岛的树木年轮样本为研究对象,解译年轮“记录”的气候信息,经过长时间的比对、交叉定年、重建,推断出过去700多年里的急流变化。研究发现,西北欧和东南欧的气候“偶极”现象在几个世纪以来一直存在,并且在北极急流位置异常偏北或偏南时最为显著。
700多年来,欧洲的急流“偶极”模态在历史文献记录中也有记载。研究团队利用现有的气候重建数据以及数个世纪以来欧洲关于热浪、干旱、洪水、风暴、收成、饥荒、疾病等的历史记录,发现急流纬度位置的极端变化与生物物候、农业经济和人类人口影响之间存在某种联系。
研究成果加深了人类对工业化之前自然气候系统变异性的理解,为改善研究人员赖以预测未来气候的模型提供了关键数据,揭示了自然气候变异如何影响人类社会。“如果只有几十年的观测数据,很难理解人类活动对气候的影响,此次研究对急流位置重建的时间长度扩展到700年,中间我们不断迭代更新数据,细致地探讨急流变化对经济社会事件的影响,填补了此前研究的空白,这也体现了这项重建研究的重要性。”徐国保说道。
急流纬度位置与欧洲极端事件之间的关系为当前的气候状况研究提供了背景信息,也揭示了在全球变暖持续加剧的情况下,人类可能面临的极端事件类型。如何认识急流对其他地域乃至全球极端气候的影响,成了徐国保下一步的研究计划。
亚利桑那大学树木年轮实验室Valerie Trouet教授为论文通讯作者。研究团队包括来自12个国家24个研究单位的树木年轮专家、气候学家、生物学家和历史学家。我校为第一作者单位。