行星尺度大气环流平均位置的变化及其对亚洲季风区/西风区水文气候特征及水资源可利用性的差异性影响是国际季风/西风气候研究的重要方向之一。天津大学表层地球系统科学研究院徐海教授及其团队瞄准这一国际学科前沿，近期在北半球西风带、西太平洋副热带高压、厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、热带赤道辐合带（ITCZ）平均位置移动对亚洲季风区/西风区水文气候的影响方面做出了系列研究成果。
团队基于精确定年的泥炭岩芯岩性变化、孢粉组成、泥炭纤维素同位素组成，等多指标综合研究，揭示了亚洲内陆干旱区中全新世干旱，而早晚全新世相对湿润的水文气候特征，提出因西风带南北移动导致的水汽输送的变化以及区域降水、蒸发等综合作用控制了亚洲内陆干旱区水文气候基本格局。相关研究成果发表在国际地质学专业期刊Geology上并被遴选为当期封面论文（图1）。
图1. 左：中国北疆大黑湖全新世泥炭记录及其与亚洲内陆干旱区其他水文气候记录对比（详参 Xu et al., 2019 a，Fig.3）。右：该研究成果被遴选为Geology当期封面论文。
团队基于湖岸/阶地岸边地质证据重建了中国西南云南程海末次冰消期（近16,000年）以来水位变化（图2）。重建结果显示云南程海在中全新世（~ 8,000-4,000 a BP）水位总体偏低而晚全新世（~ 4,000-0 a BP）水位显著升高；该长期趋势与轨道尺度北半球太阳辐射反相位/错相位（后者被广泛认为是亚洲夏季风的主要驱动）。这一科学事实说明副热带东亚地区降水长期趋势受到除太阳辐射外的其它因素调控。团队进一步研究提出‘西太平洋副热带高压平均位置移动与亚洲夏季风共同作用控制了副热带东亚地区水文气候长期演化趋势’这一创新性学术观点。上述研究成果近日在线发表在国际地质学核心期刊Geophysical Research Letters上。
团队通过云南程海近千年湖泊水位变化与热带太平洋ENSO变化、ITCZ指数、南北半球温度梯度，等的对比分析，提出热带海洋（特别是热带太平洋）海表面温度变化、南北半球温度梯度变化、以及与之密切关联的ENSO及ITCZ位置移动对百年/数十年尺度亚洲季风区水文气候异质性有重要影响，相关研究成果发表在Science Bulletin上（图3）。
除研究水文气候特征，规律及机理外，团队还对水文气候对生态、环境的影响做了广泛探讨，部分研究成果已发表在Geology ( Lan et al., 2020)、中国科学（Lan et al., 2019）、Ecological Indicators (Yan et al., 2019)，等国内外专业期刊上。
上述研究成果有助于理解亚洲季风区/西风区气候动力规律及机制，有助于改进气候模型并提高气候模拟精度。除此以外，上述研究成果对理解和预测亚洲季风区/干旱区水资源可利用性演化趋势，对生态环境及区域经济可持续发展策略的制定也有参考价值。以上研究成果受国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目及国家自然科学基金面上项目，等联合资助。
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图 2. 云南程海末次冰消期以来水位演化及其与副热带东亚水文气候记录对比（详参 Xu et al., 2020, Fig.3）。 |
图3. 云南程海近千年水位变化及其与赤道太平洋ENSO变化，ITCZ指数，南北半球温度梯度，等参数的对比（详参Xu et al., 2019 b, Fig.1）。 |
代表性研究成果目录
1. Xu H*, Zhou K, Lan J, et al., 2019a. Arid central Asia saw mid-Holocene drought. Geology, 47: 255-258.
2. Xu H*, Goldsmith Y*, Lan J, et al., 2020. Juxtaposition of Western Pacific Subtropical High on Asian Summer Monsoon Shapes Subtropical East Asian Precipitation. Geophysical Research Letters, 47, e2019GL084705.
3. Xu H*, Song YP, Goldsmith Y, et al., 2019b. Meridional ITCZ shifts modulate tropical/subtropical Asian monsoon rainfall. Science Bulletin, 64 (23): 1737-1739.
4. Lan jianghu, Xu H*, …, Tan L*, 2020. Dramatic weakening of the East Asian Summer Monsoon in Northern China during the transition from the Medieval Warm Period to the Little Ice Age. Geology. doi: 10.1130/G46811.1.
5. Lan H, Xu H*, Yu K, et al., 2019. Late Holocene hydroclimatic variations and possible forcing mechanisms over the eastern Central Asia. Science China Earth Sciences, 62(8): 1288-1301 (中英文版).
6. Yan D, Xu H*, Yang M, et al., 2019. Responses of cyanobacteria to climate and human activities at Lake Chenghai over the past 100 years. Ecological Indicators, 104: 755-763.
