5500万年后反转来了? 韩国学者重磅发现：东亚干旱风险飙升

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约5500万年前，地球经历了一个名为“始新世早期”的极度温暖时期。那时的大气二氧化碳浓度数倍于今，两极没有永久冰盖，全球气温之高，堪比最为悲观的未来气候预测。

尽管这个远古世界看似遥不可及，但它为我们理解地球气候系统在极端变暖条件下的运作机制，提供了一个宝贵的自然实验室。

我们近期发表于《古海洋学与古气候学》的研究，聚焦于这一远古温室气候下的季风系统。通过深入分析参与“深时模型互比计划”的五套尖端地球系统模型模拟数据，我们试图解答一个核心谜题：在始新世早期，季风系统是否存在？如果存在，其强度特征又如何？

数十年来，科学界一直争论着古新世早期是否存在季风环流。那时的地球地理格局与今日截然不同：印度次大陆仍在向北漂移的途中，尚未与欧亚大陆发生碰撞，这意味着作为现代南亚季风核心要素的喜马拉雅山脉和青藏高原尚未形成。

尽管存在巨大的地理差异，我们的模拟结果却始终显示印度洋上空存在着清晰的季风式环流。季节性的风向逆转与有组织的低层气流表明，始新世确实存在一个原始的季风系统。

然而，最引人注目的发现并非季风的存在，而是其出人意料的微弱强度。与当今相比，始新世的季风系统强度显著减弱，其环流强度仅为现今水平的三分之一。这种减弱在季风低层喷射气流中尤为明显——这股近地表的高速气流，在将海洋水汽输送至陆地的过程中扮演着至关重要的角色。

在当今气候中，陆海温差的增强通常会强化季风风力。夏季陆地升温速度快于海洋，由此形成的压力梯度驱动强劲的低空风并增强水汽输送。始新世时期的温差确实显著，某些情况下甚至超过现代水平。但矛盾的是，随着大气二氧化碳浓度上升，低空急流反而减弱了。

这一发现挑战了关于季风的简单假设——即气候变暖必然导致风力增强。我们的研究表明，事实并非总是如此。

其背后的物理机制在于变暖对大气垂直结构的影响。随着二氧化碳浓度上升，大气可容纳更多水汽。当水汽凝结释放潜热时，对流层上部的升温幅度超过了地表。这一过程增强了大气静态稳定性——即大气抵抗垂直运动的能力。

在大气稳定性增强的条件下，上升气流受到抑制，对流减弱，大规模翻转环流随之减缓。我们的模拟清晰揭示了始新世期间该过程的证据：垂直温度梯度减弱、赤道附近上升气流减弱、环流速度下降。这种减弱的翻转运动限制了维持强低层风所需的压力梯度力。实际上，大气变得更温暖、更湿润，但其动力学能量却降低了。

地理特征同样塑造了始新世季风的结构。尽管喜马拉雅山脉尚未形成，模型显示低空急流沿其他地形特征形成，尤其集中于东非大裂谷和印度德干高原。这些远古急流遵循古地形轮廓分布，证实地表特征即使在截然不同的气候地理环境中仍会深刻影响季风环流。但相较于现代季风急流，远古急流的范围更窄、强度更弱、覆盖范围更小。这凸显出一个关键点：地理环境虽能组织环流，却无法取代大气物理学的基本作用。

始新世早期并非当今世界的直接类比——大陆、海洋与地形均大相径庭。然而，多数气候模型预测未来变暖将导致季风降雨增加，主要因暖空气可容纳更多水汽。但我们的研究表明，降雨潜力的提升并不必然意味着季风风力的增强。对流层上部增强的变暖与稳定性提升，可能抵消通常强化环流的力学作用。

这些发现对东亚地区（包括朝鲜半岛）具有重要的启示意义。夏季降雨受大规模季风环流及周边海洋低层水汽输送的强烈影响。若未来变暖导致大气稳定性增强（类似始新世模拟结果），东亚季风风力可能在气温升高、空气湿度增加的同时减弱。这可能加剧降雨的变异性，导致短时强降雨与长期干旱交替出现的风险上升——这种模式在近几十年已初现端倪。

始新世早期告诉我们：地球可能更温暖、更湿润，却在动力学上更脆弱。 季风系统源于热力学与大气动力学间的微妙平衡。当这种平衡被打破，熟悉的气候模式便可能产生意想不到的变化。

透过古气候这扇窗，我们窥见了一个“更热却更静止”的世界。这不仅是对过去的重构，更是对未来的预警。当人类活动将地球推向数千万年来未曾有过的状态时，我们需要警惕直觉的误导。大气的响应未必线性，风力的变化未必与温度同步。在这场宏大的地球物理实验中，唯一的确定性在于变化本身，而理解这些深层的动力学机制，是我们应对不确定未来的唯一罗盘。

来源：探索搞车
原文链接：https://doris.yidianzixun.com/article/15LnFo4t?s=op1259&appid=s3rd_op1259&pureContent=1