亚洲中部干旱区位于中纬度地区，主要受控于中纬西风环流，是全球粉尘的主要来源之一。通过全球粉尘传输，中亚地区对全球气候变化产生重要影响，如海洋生态系统生产力、大气CO₂含量、以及全球辐射平衡等。施雅风院士曾预测，随着全球变暖加速、水循环加快，我国西北地区从小冰期结束后，气候特征从暖干化转变为暖湿。另外，英国气候研究中心（Climatic Research Unit，CRU）降水资料和美国国家大气研究中心（National Centers for Environment Prediction - National Center for Atmospheric Research，NCAR）数据分析、以及器测记录皆显示近几十年来中亚干旱区年均降水在增加。但是，美国Routson等在Nature发表文章认为，人类活动排放CO₂驱动的全球变暖引起高低纬之间温度梯度差异减小，导致中纬度地区降水显著降低，这与之前的预测及记录出现矛盾。

考虑到器测记录在时间长度和空间分布上的明显不足，多种古气候生物地质载体因其时间跨度长、空间分布广而成为了解决这一科学问题的有效手段之一。由于单点年代学误差和指标意义的多解性，以及中亚地区气候变化存在较大的空间差异等因素，在长时间尺度上中亚地区的全新世湿度或降水变化仍存在较大分歧（图1）。

图1 亚洲中部地区全新世气候变化的争议 

中国科学院地球环境研究所蓝江湖副研究员通过总结中亚北部地区48个全新世地质记录（包括湖泊、泥炭、黄土-古土壤、洞穴考古、以及冰碛物等），发现中亚北部地区全新世气候变化具有一致性。

如图2所示，早全新世虽然北半球夏季太阳辐射量达到最大值，但残存的劳伦泰德冰盖（LIS）和芬诺斯堪迪亚冰盖（FIS）对中亚北部地区早全新世湿润气候起了决定性的作用。在残存冰盖的影响下，北半球中高纬地区温度较低，导致北半球高低纬度之间温度梯度较大，引起亚极地涡旋减弱、副热带涡旋加强，随之亚速尔锋面南移。在这种大气环流条件下，北大西洋涛动（NAO）呈负相位，中纬西风环流位置相对南移且加强，更多的水汽进入欧洲南部和中亚北部地区，导致该地区湿度增加。

图2 中亚北部地区全新世气候变化及大气环流特征

中全新世北半球夏季太阳辐射量却依然处于较高水平，而残存冰盖的消失、海冰减少，北半球中高纬地区进入中全新世温暖期。此时，高低纬度之间温度梯度减弱，大气环流重组：NAO呈正相位，中纬西风环流北移，则进入中亚北部地区的水汽减弱，导致该地区降水减少。

晚全新世北半球夏季太阳辐射量进一步降低，气候变冷，大气环流再次重组：北大西洋涛动呈负相位，中纬西风环流南移且加强，导致更多的水汽进入中亚北部地区，引起降水增加。

因此，中亚北部地区全新世水文气候主要受残存冰盖和北半球夏季太阳辐射共同驱动，早全新世气候相对湿润，中全新世为持续干旱，而晚全新世最湿润，结合温度变化序列，进而得到全新世亚轨道尺度上中亚北部地区气候模式为冷湿-暖干模式。该研究结果与近百年全球增温背景下中亚地区降水的正反馈存在较大差异，这意味着人类活动引起的增温与自然驱动的增温对中亚地区降水可能存在不同的反馈过程。

上述研究成果发表在Earth-Science Reviews上，该研究得到自然科学基金委、科技部、中国科学院等项目的联合资助。

论文信息：Lan Jianghu* ,Wang Tianli ,Dong Jibao ,Kang Shugang ,Cheng Peng, Zhou Kang'en, Liu Xingxing, Wang Yaqin, Ma Le. The influence of ice sheet and solar insolation on Holocene moisture evolution in northern Central Asia. Earth-Science Reviews, 2021, 217, 103645, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103645.