综述：新生代亚洲季风的形成、演变及其变异性：来自中国中部渭河盆地和黄土高原地层序列的启示及其它地区的对比研究

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Initiation, evolution and variability of the Asian Monsoon through the Cenozoic Era: Insights from the successions of the Weihe Basin and Loess Plateau of central China, and beyond

本文通过整合渭河盆地、黄土高原及阿拉伯海等高分辨率地质记录，揭示亚洲季风50百万年演化历程，提出季风系统在50百万年前因青藏高原抬升及全球温暖期形成雏形，至270万年前伴随新北半球冰期完全定型。季风变率呈现多尺度耦合特征，以400千年和100千年米兰科维奇周期为主导，但驱动机制随时间演变，涉及太阳辐射、温室气体、地形、植被及海洋环流等多因素交互作用。研究强调地质 proxy与气候模型的交叉验证对解决季风起源和驱动问题至关重要。

　　亚洲季风是地球上最活跃、最复杂的区域性大气环流系统之一，其演变历程贯穿了新生代的漫长时期，受到多种因素的共同影响。这些因素包括太阳辐射（即日照）、全球气温、大气二氧化碳浓度、地形变化、植被分布以及海洋环流等。季风的形成和变化并非单一因素决定，而是这些自然变量之间复杂相互作用的结果。研究亚洲季风的历史演变，有助于我们更深入地理解地球气候系统的动态变化，以及这些变化如何影响生态系统和人类社会。

亚洲季风系统由多个子系统组成，包括南亚季风（SAM）、东亚夏季季风（EASM）、马六甲季风子系统和西太平洋季风子系统。这些子系统共同作用，对亚洲大部分地区的气候产生深远影响。在现代，季风的强度可以通过风速、降水量、对流活动和长波辐射等指标进行量化。然而，要追溯季风的历史演变，尤其是更早的时期，需要依赖地质记录和古气候重建技术。

季风的变化跨越了多个时间尺度，从地质年代（如数百万年）到轨道周期（如万年到十万年），再到千年尺度。这种多层次的变化使得研究季风的历史更加复杂，也更具挑战性。研究者们通过不同地区的地质沉积物、湖泊沉积、洞穴沉积物和海洋沉积物等高分辨率记录，来分析季风的演变过程。例如，中国渭河盆地的连续河流-湖泊沉积序列，为季风降水提供了长达5000万年的记录；阿拉伯海、南海和黄土高原等地区也积累了丰富的数据。这些记录帮助我们厘清了季风在不同时间尺度上的变化特征，以及其背后的驱动机制。

在时间尺度上，亚洲季风的形成可以追溯到大约5000万年前。当时，亚洲的地形开始发展，全球气候处于温暖高峰期，青藏高原开始隆起。虽然从大约3400万年前，就已经存在与现代模式相似的季风环流，但真正意义上的现代季风系统直到约270万年前，随着北半球冰盖的形成和当前地形的建立才逐渐确立。这一过程表明，季风的形成并非一蹴而就，而是经历了漫长的演化阶段。

季风的变化具有明显的周期性，这些周期与地球轨道的变化密切相关。轨道周期包括23,000年、41,000年、100,000年和400,000年的周期，这些周期分别对应地球自转轴倾角（即黄赤交角）、轨道偏心率和岁差等天文参数的变化。然而，这些周期的主导作用并非一成不变，而是随着时间、地区和地质记录的不同而有所变化。例如，在某些地区，某些周期可能更为显著，而在其他地区则可能被其他因素所主导。这种变化的复杂性使得我们对季风的长期演变机制的理解更加深入，也更具不确定性。

季风的变化不仅受到长期的轨道周期影响，还受到短期的千年尺度变化的调控。这些短期变化往往表现为区域性的降水波动，但它们的信号可能通过大气环流的远程影响而扩展到整个半球。这种远程联系使得季风的变化不仅仅是局部现象，而是与全球气候系统密切相关。例如，在冰川时期，季风的千年尺度变化可能反映出大气环流模式的突然重组，这种重组可能与大气辐射、温度、植被和陆地-海洋反馈等机制有关。

然而，尽管已有大量数据支持，季风的演变机制仍然存在许多未解之谜。首先，关于季风起源的时间和过程，仍存在争议。一些研究认为，季风在早始新世（约5000万年前）就已开始形成，而另一些研究则指出，季风的建立可能是在晚中新世（约800万年前）才逐渐完成。这种分歧主要源于早期地质记录的年代学不确定性，以及对古气候重建方法的不断完善。其次，季风变化的驱动机制也存在不确定性。虽然太阳辐射、温室气体浓度、地形变化和植被反馈被认为是主要因素，但它们之间的相互作用尚未完全厘清。

此外，季风变化的区域性特征也值得关注。在不同的地区，季风的变化可能表现出不同的模式。例如，南亚季风和东亚季风虽然都受到太阳辐射和地形变化的影响，但它们的响应机制可能有所不同。南亚季风的形成与印度洋和太平洋之间的水汽输送有关，而东亚季风则与季风环流的季节性迁移密切相关。因此，研究季风的变化需要综合考虑区域间的差异，以及它们在全球气候系统中的相互作用。

为了更好地理解季风的变化，研究者们还利用了数值模拟方法。这些模拟能够帮助我们重建过去气候条件，并测试不同因素对季风演变的影响。然而，目前的模拟结果仍然存在争议，尤其是在如何准确模拟太阳辐射、温室气体浓度和地形变化的综合影响方面。这表明，我们需要更精确的年代学数据、更完善的古气候重建方法，以及更深入的模型实验，才能全面揭示季风变化的机制。

在未来的研究中，仍然有许多关键问题需要解决。例如，青藏高原的隆起时间及其对季风形成的影响，南亚季风与东亚季风之间的耦合关系，以及植被变化对季风的反馈作用等。此外，极地冰盖的扩张、非洲高地的隆起以及伊朗高原的地形变化等也可能对季风系统产生重要影响。这些问题的解答将有助于我们更准确地理解季风的演变过程，并为预测未来气候变化提供科学依据。

总之，亚洲季风的演变是一个多因素、多尺度的复杂过程，涉及长期的地质变化和短期的气候波动。通过整合不同地区的地质记录和古气候重建数据，我们可以更全面地理解季风的变化规律，以及其背后的驱动机制。然而，这一领域的研究仍处于不断探索和深化的过程中，未来需要更多的数据和更先进的研究方法，才能进一步揭示季风系统的奥秘。