樸世龍教授團隊在《自然-通訊》雜誌發表論文揭示未來大氣CO2濃度上升通過改變植被生理過程深刻影響全球季風區降水和徑流

2020-10-15 來源:

      

季風是地球氣候係統的重要特征之一,它的變化深刻影響著人類生產和生活,因而季風及其變化機製的研究一直是全球變化研究領域的熱點之一。已有研究發現,大氣CO2濃度上升產生的輻射強迫效應通過改變大氣能量收支,影響大氣熱力狀況和大氣運動,繼而引起季風變化。另一方麵,大氣CO2 濃度升高還會改變植被生長,如導致植被氣孔導度降低和葉麵積增加。這些植被生理過程的改變將如何進一步影響氣候尤其是季風係統?目前學術界對於這一重要科學問題仍缺乏了解。

永利开户注册樸世龍教授團隊利用參與第五次國際耦合模式比較計劃的多個地球係統模型,解耦了未來大氣CO2濃度升高的輻射強迫效應和植被生理響應對全球陸地7個季風區(南亞、東亞、澳大利亞、北美、南美、北非和南非)降水和徑流的影響。研究表明,在北美、南美以及澳大利亞季風區,CO2濃度升高的植被生理效應對區域年降水量變化的影響相當於其輻射強迫效應的0.4~2.5倍(圖1)。更重要的是,在大部分季風區,CO2濃度升高導致的年徑流量增加量大於降水增加,這主要源於植被生理響應所引起的蒸散發降低(圖1和圖2)。研究還發現,CO2濃度上升可能導致季風期和徑流豐沛期的延長。該成果有助於深入理解植被在氣候係統中的作用,並為闡明大氣CO2濃度升高背景下的季風變化提供了新視角。

該研究成果以“Vegetation forcing modulates global land monsoon and water resources in a CO2-enriched climate”為題發表於《自然-通訊》(Nature Communications)雜誌 (doi: 10.1038/s41467-020-18992-7)。永利开户注册博士後崔江鵬為第一作者,樸世龍教授為通訊作者。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-18992-7


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圖1. 全球陸地季風區年降水、徑流和蒸散發變化(背景地圖中淺綠色和淺藍色區域為7個季風區所在位置)

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圖2. 全球季風區降水和徑流變化驅動過程示意圖(VEG代表植被生理效應,RAD代表輻射強迫效應。綠色箭頭表示對徑流變化為正貢獻,紅色箭頭表示對徑流變化為負貢獻)

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