干旱是影響歐洲農(nóng)業(yè)、水資源、生態(tài)系統(tǒng)和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的重要?dú)夂驗(yàn)?zāi)害。近幾十年來，歐洲夏季水文氣候呈現(xiàn)出南北干濕分異格局：北歐總體趨于濕潤，而南歐和地中海地區(qū)則顯著干旱化。全球變暖通常會增強(qiáng)大氣蒸發(fā)需求，提高潛在蒸散發(fā)；當(dāng)降水不足以滿足蒸發(fā)需求時(shí)，土壤水分虧缺便會持續(xù)發(fā)展。這個(gè)過程可以部分解釋南歐和地中海地區(qū)最近的變干趨勢，但這一過程難以解釋同一增溫背景下的北歐變濕。

以往研究對上述現(xiàn)象的解釋仍存在爭議。一方面，較短的儀器觀測氣象資料難以判斷近幾十年的南旱北澇是否超出氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率。延長器測氣象資料的古氣候重建多聚焦單一氣候變量，難以獲得物理一致的多變量（溫度、降水、環(huán)流和干旱指數(shù)等）氣候場。另一方面，相比于冷季，歐洲夏季環(huán)流場更加復(fù)雜。冬季北大西洋濤動（North Atlantic Oscillation, NAO）對歐洲氣候變率具有清晰的影響，但夏季NAO對中歐、南歐等區(qū)域水文氣候的解釋能力非常有限。另一關(guān)鍵驅(qū)動因素西風(fēng)急流，其指標(biāo)定義和氣候效應(yīng)也仍存在爭議(Br?nnimann et al., 2025; Xu et al., 2024)。

為厘清這一爭議，比利時(shí)法語魯汶大學(xué)等多家機(jī)構(gòu)組成的研究團(tuán)隊(duì)利用古氣候數(shù)據(jù)同化技術(shù)，重建了一套逐年分辨率、物理自洽的歐洲過去千年氣候數(shù)據(jù)集（European Last Millennial Data Assimilation, EULMDA; 1000–2000 CE；Xue et al., 2026)。該數(shù)據(jù)集融合了5套地球系統(tǒng)模式模擬結(jié)果與百余條溫濕敏感樹輪序列，系統(tǒng)重建了歐洲夏季氣溫、降水、大尺度環(huán)流及干旱變率。樹輪記錄提供可靠的年際和年代際氣候信息，地球系統(tǒng)模式提供溫度、降水、氣壓和環(huán)流之間的物理聯(lián)系，所用粒子濾波古氣候數(shù)據(jù)同化方法則逐年同化出既符合樹輪證據(jù)、又物理自洽的氣候狀態(tài)。多維度驗(yàn)證表明 EULMDA 數(shù)據(jù)集在溫度、降水、帕爾默干旱指數(shù)（Palmer Drought Severity Index, PDSI）及大尺度環(huán)流重建上均具備良好可靠性（圖1）。

圖1 重建結(jié)果驗(yàn)證。(a–d)重建與ERA5在1940–2000年夏季（JJA）近地表氣溫、降水、海平面氣壓和800 hPa位勢高度異常的相關(guān)系數(shù)。(e–f)重建的夏季PDSI分別與CRU PDSI和Dai PDSI數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)。斜線表示通過顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域(p < 0.05)

結(jié)果表明，過去千年歐洲夏季干旱主要可以分解為兩個(gè)空間模態(tài)：第一是北歐與地中海相反變化的“南北偶極子模態(tài)”，第二是歐洲大部分地區(qū)同步變干或變濕的“泛歐洲模態(tài)”。前者主要受斯堪的納維亞模態(tài)（Scandinavian pattern, SCAND）控制，后者主要與歐洲夏季平均溫度變化有關(guān)。第一模態(tài)的驅(qū)動機(jī)制是：當(dāng)斯堪的納維亞模態(tài)處于正位相時(shí)，北歐更易受持續(xù)性高壓控制，出現(xiàn)降水減少、氣溫升高并趨于干旱，同時(shí)風(fēng)暴路徑南移，使地中海地區(qū)相對濕潤；相反，當(dāng)斯堪的納維亞模態(tài)處于負(fù)位相時(shí)，更有利于形成北歐偏濕、地中海偏干的格局。研究表明，近幾十年的南旱北澇模態(tài)與SCAND的負(fù)趨勢密切相關(guān)(圖2)。?

圖2 斯堪的納維亞模態(tài)與歐洲南旱北澇密切相關(guān)。（a–b）PDSI對南北偶極子模態(tài)和SCAND指數(shù)的回歸分布；（c–d）海平面氣壓對南北偶極子模態(tài)和SCAND指數(shù)的回歸分布。斜線表示統(tǒng)計(jì)顯著區(qū)域（p < 0.05）

該研究為理解近期歐洲干旱趨勢提供了新的長期背景。從過去千年的長期背景看，近幾十年北歐偏濕、地中海偏干的南北干濕分異尚未超出內(nèi)部變率可解釋的范圍；換言之，解釋這一區(qū)域性偶極格局并不需要假定人為強(qiáng)迫已占主導(dǎo)。但這并不否認(rèn)增溫對歐洲大范圍干旱風(fēng)險(xiǎn)的增強(qiáng)作用，尤其是與泛歐洲變干模態(tài)相關(guān)的熱力影響。

主要參考文獻(xiàn)

Br?nnimann S, Franke J, Valler V, et al. Past hydroclimate extremes in Europe driven by Atlantic jet stream and recurrent weather patterns[J]. Nature Geoscience, 2025, 18(3): 246-253.

Xu G, Broadman E, Dorado-Li?án I, et al. Jet stream controls on European climate and agriculture since 1300 ce[J]. Nature, 2024, 634(8034): 600-608.

Xue H, Goosse H, Dalaiden Q, et al. Scandinavian pattern and temperature changes shape European summer droughts over the past millennium[J]. Nature Communications, 2026.

(撰稿：任鵬臻、史鋒/環(huán)境演變與碳循環(huán)學(xué)科中心）