近年来，中纬度地区极端降水事件日益频繁，对区域生态安全和社会经济造成显著影响。然而，受限于长时间跨度观测数据缺乏和气候模型不确定性，该区域极端降水增加的驱动机制一直存在争议。

    针对上述科学问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所隆浩研究员团队联合国内多家科研机构，首次揭示了西风急流的蜿蜒性在调节中纬度地区极端水文事件中的关键作用。

    研究团队在黄土高原东北部的大同盆地获得了长达300米的古湖泊沉积岩芯。通过古地磁、释光测年和轨道调谐构建高精度年代序列，结合粒度、色度及地球化学指标，建立了覆盖 5.7 百万年（Ma）以来、百年分辨率的降水变化记录。同时，团队开展了基于通用地球系统模式（CESM）的一系列敏感性模拟试验同时，团队开展了基于CESM通用地球系统模式的多组古气候敏感性模拟实验，为揭示气候机制提供了关键支撑。

    研究发现，3 Ma之后，中纬度东亚地区降水增加，而中纬度中亚地区和低纬度东南亚地区降水减少，同时北半球海冰增加（图1）。北半球海冰敏感性模拟试验结果表明针对北半球海冰的非全耦合敏感性模拟表明，海冰增加导致西风急流增强并南移，促使东亚中纬度地区产生更强的空气上升运动，从而显著增加该地区的降水量。模式该模拟结果与地质记录高度一致。

图1. 反映3 Ma前后降水变化的沉积记录及海冰变化敏感性模拟实验

    研究指出，1.2 Ma周期主导了中纬度东亚地区降水的轨道尺度变化。这一周期对应于地球倾角的振幅调制周期，并主控了北太平洋和北大西洋夏季海表温度经向梯度的变化（图2）。

    进一步研究指出，西风急流的强度和位置主要受经向温度梯度控制，降水记录中显著的 1.2 Ma 周期实为西风急流主导的信号。倾角敏感性模拟试验结果表明，基于倾角变化的全耦合CESM模拟表明：倾角增大导致中纬度东亚地区温度上升、降水减少。通过排除西太平洋副热带高压与沃克环流对中纬度东亚降水的影响，研究更加明确了西风急流的核心作用。

图2. 倾角1.2 Ma振幅调制周期调控的古气候指标的变化，对应的谱分析和倾角全耦合敏感性模拟实验

    在明确了西风急流在不同时间尺度对中纬度降水的影响之后，进一步分析了降水变率的变化特征。结果表明，3 Ma之后，中纬度中亚和东亚地区的降水变率显著降低；而低纬度地区的降水变率大幅增强（图3）。

    中纬度地区降水变率的下降主要源于西风急流变得更加平直且稳定，这是由冰盖扩张和急流增强共同导致的。相比之下，低纬度地区受西风急流的影响较小，降水变率增大主要响应了3 Ma之后更多变的全球冰量。在全球变暖背景下，随着西风急流蜿蜒性的进一步增强，预计未来中纬度地区极端降水事件将更为频繁。

图3. 中纬度和低纬度降水变率，全球冰量和CO₂的变化对比

    上述研究成果近期发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。

Cheng,L.,Zhang,J.,Wu,Y.,Cheng,J.,Yi,L.,Zhang,Z.,Long,H.* (2025). Westerly jet waviness modulates mid-latitude hydroclimate variability. Nature Communications. 

    论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65904-8