题目：The dominant warming season shifted from winter to spring in the arid region of Northwest China

主导中国西北干旱区升温的季节已从冬季转变为春季

期刊：npj Climate and Atmospheric Science

IF及分区：实时IF/JCR分区/中科院分区：8.247/Q1/一区

领域：地球科学 气象与大气科学

科学问题

（重要性）中国西北干旱区是世界上最干旱的地区之一，也是受气候变化最为敏感的区域，升温速率高于全国和全球平均水平。不仅如此，西北干旱区的气温变化呈现出明显的季节差异。以往研究认为冬季增温是西北干旱区年平均气温升高的主要驱动因素，但近年来这一观点受到挑战。虽然20世纪中后期西北干旱区冬季气温显著升高，但自20世纪90年代以来，欧亚大陆大范围地区出现了冬季降温趋势，这与西北干旱区的长期升温趋势似乎矛盾。更值得关注的是，近期研究表明，西北干旱区春季增温趋势愈发显著。因此，我们进行科学地假设，西北干旱区的增温主导季节可能已经发生了转变。

（研究团队和工作）为了验证这种假设，中国科学院新疆生态与地理研究所陈亚宁研究员团队基于站点和多个再分析数据集（CRU TS、ERA5和CN-1 km），探讨了1960年至2020年西北干旱区主导温度季节是否发生变化，并试图从机制角度确定了影响该地区主导增温季节的驱动机制。

研究得到以下主要结果：

图1：Seasonal temperature change trends based on stations.

基于站点季节温度变化趋势图

注：(a) 1960-2020 年使用 30 年滑动窗口的季节增温率（X 轴为滑动窗口中心年份）。(b) 早期（1960-1990 年）和（c）近期（1991-2020年）增温速率最快的季节。(d, e) 早期和近期春季温度变化趋势。(f, g) 早期和近期冬季温度变化趋势。

图2：Temperature change trends based on CRU TS data.

基于 CRU TS 数据的温度变化趋势

注：a 1960-2020 年期间的春季和冬季变暖率，具有 30 年的移动窗口，X 轴是移动窗口的中心年份。b 1960-1990 年和 （c） 1991-2020 年春季变暖速率变化。d 1960-1990 年和 （e） 1991-2020 年冬季变暖速率变化。黑点表示 p < 0.05 水平的显著性。

图3：Changes in average, minimum, and maximum temperatures in the ARNC during winter and spring.

冬季和春季 ARNC 的平均、最低和最高温度的变化

注：根据 CRU TS 数据，1960-1990 年和 1991-2020 年冬季和春季的 （a） 平均温度、（b） 最低温度和 （c） 最高温度的趋势。星号表示重大更改。根据 CRU TS 数据，1960-2020 年期间 （d） 春季和 （e） 冬季平均温度、最低温度和最高温度的变暖速率，移动窗口为 30 年（X 轴是移动窗口的中心年份）。

图4：Relationship between spring and winter temperatures and CLD, AOD, and SM.

春冬温度与 CLD 、 AOD 和 SM 之间的关系

注：春季温度与 （a） CLD、 （b） AOD 和 （c） SM 之间偏相关系数的空间分布。冬季温度与 （d） CLD、 （e） AOD 和 （f） SM 之间偏相关系数的空间分布 黑点表示 p < 0.05。g CLD 、 AOD 和 SM 与春季温度的偏相关系数。h CLD 、 AOD 和 SM 与冬季温度的偏相关系数。两个星号表示 p < 0.01。i 春季温度和 CLD 的标准化时间序列。j 冬季温度和 CLD 的标准化时间序列。原始时间序列作为 10 年移动平均线进行。

图5：Changes in cloud cover (CLD) and solar radiation (spring and winter) 1960–1990 vs. 1991–2020.

1960-1990 年与 1991-2020 年云量 （CLD） 和太阳辐射（春季和冬季）的变化

注：A-D 显示春季和冬季的云量在两个时间段内的变化。E-H 表示春季和冬季的太阳辐射在两个时间段内的变化。CLD 单位为 （%/a），辐射单位为 （J m−2）。黑点表示 p < 0.05。

图6：Driving mechanisms of winter temperature cooling.

冬季温度降温的驱动机制

注：a 冬季温度和 SHI 的标准化时间序列。请注意，SHI 的标准化时间序列乘以 −1。b 冬季温度与 SHI 相关系数的空间分布。黑色区域表示 p < 0.05。c 强 SHI 年、弱 SHI 年表面温度的复合分析以及两者之间的差异。d 强弱 SHI 年面气压和风场的综合分析以及两者之间的差异。黑点表示显著差异，p < 0.05。

（总结）结果表明，西北干旱区升温最快的季节已从冬季转变为春季。春季增温对年温升的贡献率从-5%~7%上升到58%~59%，而冬季增温的贡献率从60%~75%下降到-4%~9%。然而，近期春季增温和冬季降温的机制不同。云量减少导致太阳辐射增加（R=-0.64）是春季近期增温的主要原因，而西伯利亚高压的增强则是近期冬季降温的主要驱动因素。本研究为理解气候变化对该地区不对称季节性增温的影响提供了新的科学见解。

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https://www.nature.com/articles/s41612-024-00724-z

相关研究成果以“The dominant warming season shifted from winter to spring in the arid region of Northwest China”为题在线发表于国际地学领域顶刊npj Climate and Atmospheric Science。新疆生地所孙帆博士后为论文第一作者，陈亚宁研究员和李玉朋副研究员为共同通讯作者。该研究得到中国科学院B类先导项目、国家自然科学基金等项目的资助。