蒙古国多年冻土区未来暖湿化趋势预估取得新进展

蒙古高原地处亚洲内陆干旱-半干旱带核心区,是全球气候变化最敏感区域之一,夏季升温速率达北半球陆地平均三倍。多年冻土覆盖蒙古约29%–32%国土,1950年代至2010年代已缩减超三分之一。然而,CMIP6模式在该区域的适用性评估长期缺乏系统性研究,制约了未来气候预估的可靠性。

研究利用蒙古34个气象站观测数据(1980–2006年)和CRU网格数据集,系统评估了18个CMIP6模式的气温和降水模拟能力,并构建了分变量优选多模式集合方案:气温采用5个优选模式集合平均(MME5),降水采用EC-Earth3模式,避免采用同一套模式集合适配所有要素。在此基础上,分析了多种SSP情景下蒙古国气候的时空演变,重点聚焦多年冻土区响应。。

研究发现,蒙古国正经历从历史“暖干”向未来“暖湿”的关键转型。历史时期(1850–2014年)升温仅0.07 ℃/decade,降水减少1.21 mm/decade。低排放情景(SSP1-2.6)下,升温与历史速率相当,降水略有增加。而在中高排放情景下变化更为显著:SSP2-4.5情景升温加速至0.25 °C/decade(约为历史3.6倍),降水增加2.81 mm/decade,全国约36.8%的区域显著变湿;SSP3-7.0情景升温达0.51 °C/decade,降水增加5.19 mm/decade。

多年冻土区是气候转型的高敏感热点。SSP2-4.5情景下,冻土区升温达0.23 °C/decade,降水呈中等但持续的变湿趋势,且降水年际变率极高(R² < 0.1)。SSP3-7.0情景下,升温与增湿幅度进一步加大。连续和不连续多年冻土区承受最强增温与增湿叠加效应,是多年冻土加速退化的最脆弱区域。即便整体变湿,干旱与极端降雨交替风险仍大幅上升。

研究还揭示模式偏差随植被覆盖减少而系统性增大:森林暖偏差最小(2.61 ℃),草地次之(2.70 ℃),裸地最大(5.09 ℃)。地表覆被是多年冻土区模拟不确定性的重要来源,未来应加强稀疏植被区积雪过程和土壤湿度-反照率反馈的参数化改进。

该研究建立了适配蒙古冻土区的CMIP6模式筛选框架,首次量化了冻土区与非冻土区在气候转型中的差异化响应,为蒙古及中俄蒙寒区气候适应、生态保护与冻土工程风险管控提供了科学支撑。

该成果以“Historical to future warm-dry to warm-wet transition over Mongolia and its permafrost regions (1850—2100)”为题发表于Advances in Climate Change Research期刊。我站博士研究生马欣为论文第一作者,吴通华研究员为论文通讯作者。

该研究获国家自然科学基金(42361144878,W2412013)、中国科学院“西部之光”基金(xbzg-zdsys-202304)和冰冻圈科学和冻土工程国家重点实验室项目 (CSFSE-FX-2505)等联合资助。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.accre.2026.09.014

图1. (a) 蒙古地形与多年冻土分布,(b) GlobeLand30土地覆被类型

图2. (a) 多年冻土区历史与预估年均气温变化,(b) 多年冻土区历史与预估年均降水变化

图文:马欣  审核:吴通华


附件下载: