项目名称：亚洲中部干旱区多尺度气候环境变化的特征与机理

项目名称：亚洲中部干旱区多尺度气候环境变化的特征与机理提名奖种：2018年国家自然科学二等奖

项目完成人：陈发虎、陈建徽、李金豹、黄伟、靳立亚

推荐专家意见

1. 姓名：姚檀栋

工作单位：中国科学院青藏高原研究所

技术职称：研究员

学科专业：全球变化与冰川环境

推荐专家意见：亚洲中部干旱区作为泛第三级核心区的重要组成部分，其气候环境变化既有区域特色又具全球意义，是备受国际学术界关注的前沿问题。

项目组在现代间冰期多时间尺度上紧密围绕该问题开展工作，取得了国内外普遍认可的、具有原创性和系统性的成果：1. 以湖泊沉积和黄土-古土壤剖面为地质载体，在可靠年代框架下，利用多种有效代用指标重建了全新世区域湿度变化过程，提出在亚轨道尺度，亚洲中部干旱区降水/湿度变化存在不同于季风区的气候变化“西风模态”。2. 在若干关键地点开展了基于树轮和湖泊记录的过去千年高分辨率气候重建研究，并结合器测资料，论证了百年-年代际尺度上气候变化“西风模态”的适用性。3. 利用古气候模式和现代再分析资料，揭示了不同时间尺度上“西风模态”的驱动因子，解决了在中纬度亚洲降水/湿度空间特征与海-陆-气耦合之间建立有机联系的难题，完成了“西风模态”从事实到物理机制的理论框架模型构建。该项目8篇代表性论文发表在Nature Climate Change, Quaternary Science Reviews, Climate Dynamics、中国科学等国内外权威刊物，被SCI总引922次，他引707次；相关成果获省部级科技奖4项（含一等奖3项），不仅推动了全球变化科学、气候学和地理学的融合发展，而且为干旱区生态恢复和环境整治提供了重要的科学基础。

2. 姓名：程国栋

工作单位：中国科学院西北生态环境资源研究院（筹）

技术职称：研究员

学科专业：寒区旱区水资源、冰冻圈科学

推荐专家意见：亚洲中部干旱区是全球最大的非地带性干旱区，也是绿色丝路建设的核心区域；水是干旱区的命脉，要真正理解全球变暖背景下该区域水资源的现代变化和未来趋势，亟需厘清其在过去不同时间尺度上的变化特征及机理。项目组聚焦亚洲中部干旱区一万年来气候和环境演变规律，系统研究了该区域多尺度气候变化驱动机制，取得了一系列创新性成果：1. 根据全新世亚轨道尺度湿度变化过程的重建结果，发现了亚洲中部干旱区具有显著有别于季风区的降水/湿度变化特征，提出气候变化“西风模态”的理论框架。2. 通过对过去千年高分辨率气候变化记录重建并结合器测资料分析，论证了气候变化“西风模态”在短尺度上的适用性。3. 基于气候模拟和再分析数据揭示出，在多千年尺度该模态源于气候系统外部驱动（太阳辐射）变化，而在年代际-百年尺度该模态主要由气候系统内部变率所导致。此项研究8篇代表性论文发表在QSR、GRL、NCC、CD等国际地学/气候学顶级学术刊物，获得国内外同行的高度关注和评价，其中3篇入选ESI前1%高被引论文；被SCI总引922次，他引707次；相关成果获省部级科技奖4项（含一等奖3项）。项目对干旱区科学基础研究具有重要的理论价值，将为“一带一路”沿线地区以水资源管理和配置为核心的绿色发展提供重要的科学支撑。

3. 姓名：傅伯杰

工作单位：中国科学院生态环境研究中心

技术职称：研究员

学科专业：综合自然地理学

推荐专家意见：季风-干旱环境构成了中国的总体气候格局，过往的气候变化研究集中在季风区开展，干旱区的工作相对薄弱，实际上成为我国过去全球变化研究的瓶颈问题。陈发虎领衔的团队常年扎根西北，对亚洲中部干旱区气候环境变化规律及其与季风区的异同进行了整体性的系统探索，成为现代地理学“格局-过程”综合研究的一个典范：1. 发现了中纬度亚洲全新世气候和环境变化存在东-西向空间差异，提出西风控制下的亚洲中部干旱区存在不同于东部季风区的湿度/降水变化模态。2. 研究了过去千年特征时期（中世纪

暖期、小冰期和现代暖期）中纬度亚洲的水文气候变率，论证了气候变化“西风模态”也存在于百年-年代际尺度。3. 揭示了在不同时间尺度“西风模态”

产生的动力过程，系统建立了“西风模态”从事实到机理的理论框架模型。

项目8篇代表性论文发表在包括Nature子刊在内的国内外重要刊物，被SCI 总引922次，他引707次，相关成果获省部级科技奖4项（含一等奖3项）。

该研究推动了对我国气候环境空间分异的认识从“静态”上升到“动态”层面，不仅实现了在地理学经典的空间思想指导下对古气候学和全球变化科学的丰富和发展，对“一带一路”倡议顺利实施所依赖的国家宏观战略制定也具有重要的参考价值。

提名该项目为国家自然科学二等奖。

项目简介：

本项目属于地理学研究领域。探讨不同环流系统控制区气候环境变化的时空特征及其机理，是当前全球变化研究亟待解决的重大科学问题。季风环流主控的亚洲东-南部湿润区和西风环流主控的亚洲中部干旱区构成了中国及周边的气候环境总格局，提供了解决上述科学问题的天然试验场。其中，亚洲中部干旱区是世界上最大的非地带性干旱区，也是绿色丝路建设的核心区域。然而，对该区域现代间冰期多尺度气候环境变化过程和机理，及其与东部季风区的异同尚缺乏系统研究。

研究团队通过开发和集成亚洲中部干旱区高质量气候环境代用记录，整合模拟结果、观测数据以及再分析资料，并与东部典型季风区同期气候环境变化进行综合对比，将季风-干旱环境作为一个整体来考虑，取得了系统性原创成果：1. 发现了西风区具有早全新世干旱、中晚全新世相对湿润的气候变化特征，提出在亚轨道尺度上该区域存在显著不同于季风区的气候变化“西风模态”。2. 查明了过去千年特征时期西风亚洲与季风亚洲水文气候变率的空间格局，论证了“西风模态”在百年-年代际时间尺度的适用性。3. 揭示了多尺度气候变化“西风模态”形成的物理机制，阐明气候系统外部驱动和内部变率分别在亚轨道尺度和年代际-百年尺度“西风模态”形成中起主导作用。

项目揭示出西风-季风主控区域不仅具有“静态”上环境状况(干旱-湿润)的显著差异，而且表现出“动态”上气候变化的不同特征，代表了在地理学空间思想指导下对全球变化科学的丰富和发展。项目将干旱区气候变化机理研究拓展至高-中-低纬和海-陆-气耦合框架下的多尺度和多动力因子研究层面，对构建干旱区气候变化理论有重要贡献。项目聚焦于人类文明勃兴的全新世，该时段内短尺