青藏高原尘埃活动与温度的 “神秘联动”：解锁气候变迁密码

为探究青藏高原（TP）尘埃活动变化及其驱动机制，研究人员开展了 “Temperature regulates dust activities over the Tibetan Plateau” 的研究。结果表明，TP 尘埃活动在多时间尺度上受温度调控。这有助于理解 TP 环境变化，对研究全球气候和生态系统有重要意义。

　　青藏高原，这片广袤而神秘的 “世界屋脊”，一直以来都是全球气候变化的敏感区域。随着全球气候变暖的步伐不断加快，青藏高原也深受影响，其生态系统、水文循环以及尘埃活动等方面都发生了显著变化。在这片土地上，超过 60% 的区域属于干旱或半干旱地区，地表沉积物松散、植被稀疏，再加上强劲的风力，使得青藏高原成为全球尘埃循环的重要贡献者。尘埃不仅影响当地的社会经济发展，还在气候系统中扮演着复杂的角色，它能影响养分循环、地表反照率、辐射强迫以及云的形成，同时也是维持土壤肥力和缓冲能力的关键因素，对高寒生态系统至关重要。然而，目前人们对青藏高原尘埃活动的变化规律及其背后的驱动机制了解还十分有限。观测站点分布不均，尤其是在青藏高原西部，尘埃事件观测站稀少；地质记录也存在局限性，北部主要覆盖全新世，南部则因复杂沉积环境缺少近期记录。此外，全新世冬季温度重建数据的缺失，导致模拟和重建温度趋势存在差异，即 “全新世温度谜题（Holocene temperature conundrum）”，这些问题都亟待解决。

为了深入探究这些问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所、中国科学院大学、中国科学院土壤科学研究所的研究人员共同开展了相关研究，研究成果发表在《The Innovation》上。

研究人员主要运用了现代观测数据、地质记录分析等技术方法。通过分析 1979 - 1998 年现代近地表（10m）风场观测数据，研究现代尘埃活动与温度、风场的关系；利用地质记录，探讨百年至千年尺度、轨道尺度尘埃活动变化与相关气候因素的联系。

温度在多时间尺度上对青藏高原尘埃活动的调控

现代观测显示，干旱或半干旱地区的尘埃活动主要发生在冬春等寒冷季节，与近地表风场密切相关。冬季，青藏高原气温下降幅度比同海拔周边地区更显著，形成下沉气团，驱动冷空气外流。从 1970 年代起，青藏高原尘埃活动因冬季北极涛动（AO）或北大西洋涛动（NAO）正相位增强而减少。当 AO/NAO 处于负相位时，中纬度气压降低，高纬度气压升高，冷空气经西风带从高纬度流向中纬度，导致气温下降，近地表风速增强，进而加大青藏高原尘埃活动。

在百年至千年尺度（102?103年），地质记录表明，青藏高原尘埃活动增加与大西洋经向翻转环流（AMOC）减弱时期一致。AMOC 减弱会减少向极地的海洋热量输送，使北大西洋海表温度降低，这种降温通过热平流影响北半球，降低气温，增强近地表风，从而增强青藏高原尘埃活动。不过，近期因格陵兰冰盖融化导致的 AMOC 减弱发生在年代际尺度，可能只是缓解北极变暖，并非主导北半球冬季温度和青藏高原尘埃活动变化的因素。

在轨道尺度（104年），青藏高原尘埃活动长期趋势与北半球夏季太阳辐射（NHSI）变化相关，主要受地球轨道岁差调制。岁差较大时，NHSI 较低，尘埃活动较高；岁差较小时，NHSI 较高，尘埃活动较低。这是因为高 NHSI 会导致北极海冰夏季融化，部分融化的海冰持续到冬季，使冬季气温升高，进而减弱近地表风，减少尘埃活动。但全新世以来，尘埃活动与 NHSI 并非完全对应。如海洋同位素阶段（MIS）3（5.7 - 3.0 万年前），尽管 NHSI 高于 MIS 4（7.5 - 5.7 万年前），但尘埃活动却更高，这可能是 MIS 3 期间广泛的冰川推进增加了地表反照率，强化了冰川反气旋，增强了近地表风，促进了尘埃活动。全新世期间，中全新世尘埃活动低于早全新世和晚全新世，与 NHSI 逐渐降低的趋势不同，早全新世冰川活动增强可能是导致尘埃活动高的原因之一。

研究结论与讨论

研究表明，青藏高原尘埃活动在多时间尺度上主要受全球气候变化的影响，山地冰川对尘埃活动在轨道尺度上的响应幅度有调节作用。目前，尘埃活动观测记录在时空覆盖上存在不足，这限制了对其长期演化的理解，因此扩大观测记录覆盖范围至关重要。

冬季温度下降在多时间尺度上促使尘埃活动增加，但由于全新世冬季温度重建数据的缺乏，模拟和重建的温度趋势存在差异，即 “全新世温度谜题”。鉴于青藏高原尘埃活动与冬季温度在多时间尺度上的紧密联系，研究尘埃活动为解决这一谜题提供了新的方向。

此外，尘埃对气候的影响十分复杂。近期研究显示，自工业化前以来，尘埃增加减少了全球平均有效辐射强迫，在一定程度上抵消了全球变暖，但由于尘埃与云的辐射相互作用存在高度不确定性，目前气候模型在模拟时往往忽略尘埃的影响。未来需要进一步研究尘埃对气候的辐射效应，改进其在气候模型中的表达，这不仅有助于深入理解 “全新世温度谜题”，还能为应对气候变化提供更准确的依据。同时，尘埃作为外源性细颗粒，对生态环境也有着重要影响，它能为土壤形成提供养分和源材料，增强生态系统服务功能。研究还推测，随着全球变暖加剧，青藏高原尘埃活动可能会持续下降，但在碳中和条件下，大气CO2和冬季温度降低可能会使尘埃活动增加，这对全球高寒生态系统发展或许有益，因为尘埃在维持土壤肥力和缓冲能力方面起着关键作用。

这项研究深入揭示了青藏高原尘埃活动与温度的关系，为全球气候变化研究提供了重要参考，对理解生态系统演变、应对气候变化等方面都具有重要意义。