川西高原位于青藏高原东南缘,是青藏高原主体向四川盆地过渡的关键地带,也是高原高寒生态系统与东部湿润季风气候系统的交汇之地。该地域凭借其对气候波动的高度敏感性及复杂多变的气候特性,在气候变化研究领域中具有无可替代的地位。深入探究川西高原在全球变暖背景下的历史气候变化特征及影响机制对理解和预测全球气候演变趋势具有重要意义。
近日,由李金建教授(通讯作者)和崔琳琳博士(共同通讯作者)合作指导的2021级硕士研究生吴栩(第一作者,现在四川达州市气象局工作)在国际期刊《Climate Dynamics》上发表一篇题为“A 219-year tree-ring evidence revealing the influence of the Atlantic Multi-decadal oscillation on annual mean temperature in the northern Western Sichuan Plateau”的研究论文。该研究选取川西高原北部作为研究区域,利用1800-2018年的树轮资料重建了该地区的年均气温序列,并深入分析了北大西洋多年代际振荡(AMO)对川西高原北部气温的影响机制。研究发现,气温是限制川西高原北部树木径向生长的主要气候要素。在过去的219年间,该地区主要经历了4次暖期和5次冷期,其中最暖年为2016年(8.56℃),最冷年为1844年(6.39℃)。此外,研究指出,该地区过去40年气候有明显变暖趋势,且近10年是过去219年中最暖的10年(图1)。

图1 (a)年表与观测气温散点图;(b)1962-2018年重建气温与观测气温对比;(c)1962-2018年经去趋势处理的重建气温与观测气温的对比;(d)1800-2018年川西高原北部年平均气温重建
利用集合经验模态分解(EEMD)将重建气温序列分解为六个固有模态函数(IMF1-IMF6)和一个趋势项(RES)。IMF1-IMF5有效提取了高、低频信号,其中IMF4和IMF5占总方差的42.9%,是最主要周期模态,其周期接近AMO振荡周期,且重建气温与AMO序列明显相关。因此,推断重建气温的多年代际信号主要来源于AMO。通过分析AMO正位相(1928-1956 年)和负位相(1972-1992年)的环流特征,探讨了其对川西高原北部年平均气温变化的物理机制。当AMO处于正位相时,北大西洋海温异常增暖,激发“丝绸之路”波列(SRP),导致川西高原位势高度被抬升,盛行下沉气流,有利于地面绝热升温。相反,AMO处于负位相时,波列传播路径相同但影响相反,研究区上空出现位势高度负异常,诱导气流上升,有利于云雨天气形成,最终导致地面气温偏低(图2)。

图2(a)1928-1956年期间200 hPa位势高度异常场和风场;(b)与(a)相同,但时间为1972-1992年;AMO正位相(c)和负位相(d)对川西高原北部气温影响机制示意图,“C ”和“A ”分别表示气旋和反气旋在SRP中的位置
本研究得到四川省科技计划项目(2024NSFSC1986)、四川省自然科学基金(2022NSFSC0215)、第二次青藏高原综合科学考察项目(2019QZKK010203)、中国气象局“气候变化及其对青藏高原的影响”青年创新团队(CMA2023QN16)、永利8855官网入口科研基金(KYTZ202207)和四川省高端人才引进计划(2024JDHJ0020)共同资助。
论文链接:Wu, X., Li, J., Cui, L. et al. A 219-year tree-ring evidence revealing the influence of the Atlantic Multi-decadal oscillation on annual mean temperature in the northern Western Sichuan Plateau. Clim Dyn 63, 135 (2025).https://doi.org/10.1007/s00382-025-07629-4