全球陆地季风系统是影响全球超过三分之二人口生活和农业生产的重要气候系统。过去的研究主要集中在季风系统内部变率和人为因素的影响上，而自然外部驱动因素如火山活动、太阳辐射和陆地使用变化对季风系统的影响则相对较少被探讨。鉴于此，yl23455永利官网的王志远（贾佳团队）等人在最新一期的气象与大气科学顶级期刊Journal of Climate（SCI二区TOP，IF，4.9）上发表的研究，提供了过去千年全球陆地季风强度变化新的见解。

本研究使用通用地球系统模型集合模拟（CESM-LME）的数据，覆盖了公元950年至1850年的时期。通过低频组分分析（LFCA）方法，研究团队详细探索了不同自然外部驱动因素对全球陆地季风（GLM）强度的影响。强调了自然外部驱动因素在全球陆地季风系统中的重要作用，以及火山活动对季风强度和分布的直接影响。这不仅加深了我们对全球陆地季风系统历史变化的理解，而且对预测未来季风系统的响应提供了重要的科学依据。特别是在现代全球气候变暖的背景下，理解自然外部因素的作用对于制定适应和缓解未来气候变化应对策略至关重要。

研究发现，过去千年的主要气候背景（全球冷/暖）和沃克环流强度（热带太平洋温度梯度）塑造了全球陆地季风强度的主要自然外强迫模态。这两种模态占GLM强度总方差的19%，表现为南亚、东亚南部、北澳大利亚、南美洲和南非西部的一致特征，与其他季风区形成鲜明对比。

图1全球陆地季风强度的低频分量分析（LFCA）主要模态特征。（a）主要低频模态（LFP1），（b）主要低频分量（LFC1，薄黑色）;粗曲线来自10年低通滤波器;蓝色三角形表示平流层火山硫酸盐气溶胶年注入量大于30 Tg的事件;红色三角形代表 1258 年、1600 年、1641 年和 1815 年的超强火山事件，这些事件引发了显着的全球降温和西太平洋和东太平洋的对比。 （c）LFC1回归的地表面温度异常（°C），颜色阴影表示高于95%置信水平的重要区域;东太平洋和西太平洋的绿框分别代表东经245-280°、南纬0-20°和东经135-180°、北纬10度至10°;（d）LFC1谱分析（粗线）;灰色阴影区域表示 95% 的显著性范围。

进一步，这种GLM的主要自然外强迫模态可直接视为全球气候背景模式和沃克环流模式的叠加，在一定程度上简化了其背后复杂的物理机制。在全球气候背景条件下（以冷背景为例），东亚北部和非洲东部的季风强度呈增强趋势，而其他季风区域则表现为弱化。在沃克环流条件下（以弱沃克环流条件为例，即El Niño-like模态），全球几乎所有的季风区域都表现出季风强度的显著减弱，这一结果揭示了热带太平洋海温梯度在全球季风系统中的关键作用。

图2 全强迫试验中（ALLR）地表温度（左，°C）和全球陆地季风强度（右，无量纲）的集合分布。（a, d）仅具有冷全球平均地表气温（cool-GMST）事件的集合结果;（b, e）仅具有弱热带太平洋温度梯度（weak-TPTG） 事件的集合结果;（c、f）两种事件集合的算术叠加（仅 cool-GMST + 仅 weak-TPTG）。图（c）和（f）右上角的数字分别表示了与回归表面温度（图1c）和强制LFP1（图1a）的模式相关系数。在 ALLR 中确定了 44 个仅冷却 GMST 事件和 41 个仅弱 TPTG 事件。地表温度图中的阴影和季风强度图中的黑点表示超过 95% 置信水平的值。GMST 和 TPTG 分别代表全球平均地表温度和热带太平洋温度梯度。

通过多元回归分析得知，全球平均地表温度和热带太平洋温度梯度的影响共同占全球陆地季风主要自然外强迫模态总方差的75%，分别贡献29%和46%。进一步对CESM-LME单因子敏感性试验进行原因分析，发现火山活动是影响过去千年全球陆地季风变化的主要外部驱动因素。特别是大规模的火山爆发事件，通过影响全球气候系统的地表温度和热带太平洋海温分布模态，显著改变了过去千年季风的活动模式。

图 3 全球平均地表气温（GMST）和主要自然外强迫影响下的全球陆地季风强度分量（LFC1）（a）以及热带太平洋温度梯度（TPTG）（b）的相干性分析。其中红线为火山活动敏感性试验结果（VOLR）；蓝色为控制试验结果（CTRL）；黑色为强迫试验结果（ALLR）。

浙江师范大学地理与环境学院王志远副教授为论文的第一作者和通讯作者，法国索邦大学气候动力实验室的Laurent Li为共同通讯作者，浙江师范大学史晓宜博士、贾佳教授以及中科院西北所的王江林研究员为共同合作作者。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。