大气所研究揭示全球陆地季风区水循环对全球增暖相应的团体图像

　　基于形态，完备的水循环包括通量和储量；基于区域，水循环包括大气分支和陆面分支。降水、蒸发和淡水通量（即降水与蒸发之差）是连接大气和陆面水循环的关键过程。除此之外，大气水循环还包括大气含水量和水汽输送；陆面水循环还包括陆地水储量（如积雪、泥土含水量、地下水）和径流。

　　在全球季风区，充沛的季风降水和明显的干湿季节转换使得该地区具有活跃的水循环。得益于充沛的季风降水，全球陆地季风区生在世全球约三分之二人口，是全球人口最密集的地区之一，尤其是南亚和东亚季风区。全球季风区通常被划分为三部分，即亚洲-澳洲季风区（简称“亚澳季风”，包括闻名的印度季风/南亚季风、东亚季风、西北太平洋季风和澳洲季风）、非洲季风（含北部非洲季风和南部非洲季风）、美洲季风（含北美季风和南美季风）。季风降水和水循环过程对于全球水循环具有紧张影响。因此，预估和理解将来全球季风区的水循环转变，对于理解全球水循环的转变，进一步对于将来水资源规划、旱涝灾难风险管理、减缓与适应策略的制订具有紧张意义。

　　近日，中国科学院大气物理研究所张文霞博士及其合作者周天军研究员在Journal of Climate发表文章，揭示了全球陆地季风区水循环对全球增暖相应的团体图像，指出全球陆地季风区水循环将随全球增温而明显加强，同时其干湿季节差异也将增长。

　　行使参加第五次耦合模式比较计划（CMIP5）的多模式天气预估数据，周天军研究团队综合分析了季风区大气水循环和陆面水循环过程对全球增温的相应及其物理机制。研究注解，在年平均时间尺度上，全球陆地季风区水循环随全球增温而加强，表现在各要素上，包括降水、蒸发、淡水通量和径流。水循环的转变具有显明的区域特性。其中，北非、南亚和东亚季风区水循环将明显加强，而北美季风区水循环将明显削弱。对降水转变的物理机制研究注解，尽管全球季风环流在将来预估中呈削弱趋势，与水汽增长有关的热力作用将使得水汽辐合和季风降水增长，进而引起季风区水循环过程的团体加强。

　　除了年平均水循环的团体加强，水循环的转变还具有显明的季节差异，详细体现为对于天气态年循环的加强，即水循环要素（包括降水、径流和淡水通量）在湿季明显增长、而在干季略微削减。从水资源供应角度而言，该季节转变可概括为“湿季更湿、干季更干”。这意味着季风区湿季洪涝风险可能增长。此外，增暖导致的蒸发量增长将使得表层泥土湿度明显削减，在干、湿季节均是如此。作为衡量农业干旱的一个紧张指标，泥土湿度的削减意味着将来季风区潜在的农业干旱风险增长，以及粮食减产。

　　该项研究注解，尽管水循环的加强将有利于全球季风区水资源的总体供应，但其转变具有显明的空间和时间差异。分外的，水循环季节循环的转变可能增长将来旱涝灾难的风险，并危及到粮食产量。因此，不同区域必要更多的关注其水循环季节循环的转变，以更有用的发展水资源规划方案和旱涝灾难应对措施，以更好的应对水循环转变的影响。

　　上述工作近日于Journal of Climate发表：

　　Zhang Wenxia, Tianjun Zhou, Lixia Zhang, Liwei Zou. 2019. Future intensification of the water cycle with an enhanced annual cycle over global land monsoon regions. Journal of Climate, doi: 10.1175/JCLI-D-18-0628.1.

　　图1. CMIP5多模式揭示的全球陆地季风区水循环概念图。黑色数字透露表现1986-2005年年平均天气态，红色数字透露表现RCP8.5排放情景下水循环要素对全球增温的相应（单位：%/K），下划线透露表现至少2/3模式预估的转变符号同等。中括号里为第25到75百分位模式范围。其中水汽收支相干要素的转变表达为相对于天气平均态降水的百分比转变