全球变暖背景下中亚兴都库什...昆仑及天山气候变化研究进展_刘方圆.pdf

收稿日期：2021-10-22；录用日期：2022-02-09；网络出版：2022-02-27Received Date:2021-10-22;Accepted Date:2022-02-09;Online first:2022-02-27基金项目：国家自然科学基金项目（41991254，41977382）Foundation Item:National Natural Science Foundation of China(41991254,41977382)通信作者：石正国，E-mail：Corresponding Author:SHI Zhengguo,E-mail:专论REVIEWVol.14 No.1 Feb.2023 DOI:10.7515/JEE221008地 球 环 境 学 报Journal of Earth EnvironmentJEE引用格式：Citation:刘方圆,石正国.2023.全球变暖背景下中亚兴都库什、喀喇昆仑及天山气候变化研究进展 J.地球环境学报,14(1):27 37,48.Liu F Y,Shi Z G.2023.Research advances in climate change over Hindu Kush,Karakoram and Tianshan Mountains in Central Asia under global warming J.Journal of Earth Environment,14(1):27 37,48.全球变暖背景下中亚兴都库什、喀喇昆仑及天山气候变化研究进展刘方圆1,2，石正国1,3,4*1.中国科学院地球环境研究所 黄土与第四纪地质国家重点实验室，西安 7100612.中国科学院大学，北京 1000493.中国科学院第四纪科学与全球变化卓越创新中心，西安 7100614.西安交通大学 全球环境变化研究院，西安 710049Research advances in climate change over Hindu Kush,Karakoram and Tianshan Mountains in Central Asia under global warmingLIU Fangyuan1,2,SHI Zhengguo1,3,4*1.State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology,Institute of Earth Environment,Chinese Academy of Sciences,Xian 710061,China2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China3.CAS Center for Excellence in Quaternary Science and Global Change,Xian 710061,China4.Institute of Global Environmental Change,Xian Jiaotong University,Xian 710049,China Abstract:Background,aim,and scope The Hindu Kush,Karakoram and Tianshan Mountains(HKT)in Central Asia are sensitive to climate change,and their responses under current global warming are of great significance for the stability and sustainable development of regional ecological and economic systems.However,the existing studies on these high-altitude regions of Central Asia are mostly focused on specific areas,lacking the 摘 要：中亚兴都库什、喀喇昆仑及天山山脉（HKT）是气候变化敏感区，其在全球变暖背景下的气候变化对区域生态和经济系统的稳定性及可持续发展有重要意义。目前对中亚高海拔地区的研究多集中于局部区域，有关 HKT 地区气候变化的综合对比分析较为缺乏。本文对 HKT 地区现代气候变化的相关研究成果进行简单梳理和回顾，重点总结了 HKT 地区气候变化特征、影响机制及其与全球变暖的联系。结果表明：（1）近 60 a，HKT 地区不同区域气候的时空特征存在差异，从时间上看，天山的年均温及年降水量均呈上升趋势，而兴都库什-喀喇昆仑山的年均温呈不显著增加趋势，其年降水量变化趋势不稳定；从空间上看，HKT 地区山脉南坡气温高于北坡，但北坡降水量高于南坡，且天山南北坡年降水均呈上升趋势。（2）HKT 地区的气候变化除了受西风环流、南亚印度季风及局地条件等影响外，还受到北大西洋涛动和厄尔尼诺-南方涛动等大尺度气候模态的调制，如兴都库什-喀喇昆仑山脉在 NAO 正（负）位相和 ENSO 暖（冷）位相降水趋于增加（减少）。关键词：全球变暖；气候变化；兴都库什山；喀喇昆仑山；天山；中亚28地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE221008comprehensively comparative analysis over the whole HKT region.Materials and methods This paper presents and summarizes the research advances in modern climate change in HKT region,with a special focus on the features,dynamical mechanisms and their relationship with global warming.Temperature and precipitation data from Climatic Research Unit,CRU TS4.04 are chosen and the linear trend method is used in the analysis.Results In the past 60 years,the temporal and spatial characteristics of climate change in different regions of HKT are distinct.The mean annual temperature and annual precipitation over Tianshan Mountain show an increasing trend.The mean annual temperature of Hindu Kush-Karakoram Mountain increases insignificantly and the variation of annual precipitation is not stable.Spatially,the temperature over the southern slope of the HKT Mountains is higher than that over the northern slope,but the precipitation over the northern slope is higher.The annual precipitation on both slopes of the Tianshan Mountains shows an increasing trend.Discussion Climate change and occurrence of extreme weathers in HKT region are affected by a combination of factors.The climate of the Tianshan Mountains is not only affected by large-scale circulation such as westerly circulation and monsoon,but also by local conditions,such as the increase of local oasis area and irrigation,and the increase in temperature in mountainous areas.The climate of the Hindu Kush-Karakoram Mountains is mainly influenced by the mid-latitude westerly gyre,the South Asian Indian monsoon and the intra-Asian high pressure system effect.Precipitation in the Hindu Kush-Karakoram area increases(decreases)during the positive(negative)phase of NAO and the warm(cold)phase of ENSO.Conclusions In the past 60 years,there have been some differences in the temporal and spatial characteristics of temperature and precipitation in different HKT regions.The studies on climate change in the HKT region can not only deepen the understanding of the regional climate response to global change,but also provide scientific basis for sustainable development of human society and ecological environment.Recommendations and perspectives The mechanisms of climate change in HKT region are still not clear and future researches are eagerly required.It is necessary to evaluate the effects of local recycling and large-scale circulation on mountainous climate in different regions and altitudes of HKT.The potential impact of human activities should be also taken into account.Key words:global warming;climate change;Hindu Kush Mountains;Karakoram Mountains;Tianshan Mountains;Central Asia大气圈是地球系统的重要组成部分，以全球气候变暖为主要特征的气候变化是近年来地球科学研究的焦点。据政府间气候变化专门委员会第五次科学评估报告，1880 2012 年全球地表温度升高了 0.85（IPCC，2014）。过去 50 a 全球平均增温率为 0.175(10a)1（Harris et al.，2014），而中亚地区增温率达 0.36 0.42(10a)1（Hu et al.，2014），显著高于同期北半球及全球平均增温率。中亚变暖将改变区域温度并影响大气环流，导致降水时空分布及形式发生变化，这种变化引起诸多学者的关注（陈亚宁等，2017；苗运玲等，2019）。此外，中亚变暖会加速山区冰川积雪及内陆湖的消融和萎缩，改变水资源的构成和径流组分，加重中亚干旱区的水资源危机（Li et al.，2013a；He et al.，2015；Hussain and Qamar，2020），影响植被带垂直变化及自然植被生产力（普宗朝和张山清，2009；Zhang et al.，2021），导致极端天气发生频率增加（Zhang et al.，2009），影响当地的粮食安全和人民生计（Hussain et al.，2016）。中亚地区地形复杂、气候多变、生态环境脆弱（于志翔等，2021），是全球气候变化研究的热点及敏感地区。中亚范围内海拔超过 2000 m的兴都库什、喀喇昆仑和天山山区因远离人类活动密集区，观测环境变化相对较小，更能清晰地反映全球变暖背景下的区域响应（袁玉江等，2003）。兴都库什-喀喇昆仑山脉位于大喜马拉雅山脉的西部，全长约 3500 km，横跨巴基斯坦、印度和中国的边界，平均海拔约 5000 m，是世界上最大的山区及仅次于极地地区的第三大冰川保护区（Rasul et al.，2008）。天山位于亚欧大陆的中心，全长约 2500 km，平均海拔约 4000 m，是世界上最大的独立纬向山系和全球干旱区最大山系，通常将其分为“西天山”和“东天山”。兴第 1 期刘方圆，等：全球变暖背景下中亚兴都库什、喀喇昆仑及天山气候变化研究进展29DOI:10.7515/JEE221008都库什-喀喇昆仑-天山（Hindu Kush-Karakoram-Tianshan Mountains，下文简称为 HKT 地区）是中亚重要河流系统的“水塔”（Siegfried et al.，2012），为中亚和南亚地区数亿人的生存提供淡水资源（Immerzeel et al.，2010；Hewitt，2011）（图 1），HKT 地区的气候变化研究将对中亚生态系统和社会经济的可持续发展以及人类福祉产生深远影响，为全球和区域生态环境及水文循环的提供科学依据和理论参考。目前对中亚高海拔地区的研究多集中于局部区域，如兴都库什、天山，对 HKT 地区气候变化的综合对比分析较为缺乏。因此，本文统一对HKT 地区现代气候变化的相关研究成果进行简单梳理和回顾，重点总结了 HKT 地区气候变化特征、影响机制及其与全球变暖的联系。1 HKT 地区的气温变化1.1 HKT 地区气温的时间变化近 60 a 以来，兴都库什-喀喇昆仑地区气候呈不显著变暖。1960 2019 年，兴都库什-喀喇昆仑山的年增温率分别为 0.15(10a)1和0.20(10a)1，呈不显著的上升趋势，且上升趋势明显低于北半球近 60 a 以来的上升速率（图2）。目前，关于兴都库什山脉气温的研究表明：1980 2015 年，兴都库什地区的增温率是其附近巴基斯坦其他地区增温率的 2 倍，其中春季温度上升，夏季温度大致不变，而秋季稍有下降，冬季气温略有上升，但明显低于天山及北半球的增温率（Hussain et al.，2018）。但关于喀喇昆仑气温变化存在较大争议（Sheikh et al.，2009；Khattak et al.，2011；del Ro et al.，2013）。部分研究表明自 20 世纪 60 年代以来，年均温和冬季气温显著上升与全球变暖一致，而夏季（6 11 月）具有不显著的相对较小的变冷趋势，夏季温度降低与喀喇昆仑冰川的增厚和扩张一致（Archer and Fowler，2004；Prasad et al.，2009）；然而 Bocchiola and Diolaiuti（2013）的研究显示：1980 2009 年，该区域只有少部分站点记录了冬季变暖和夏季变冷的趋势。但也有研究发现 2002 2019 年夏季平均温度呈上升趋势，冬季呈下降趋势（Hussain et al.，2021）。近 60 a，东天山年均温和四季气温均呈上升趋势，年平均气温约为 7.8，增温率约为0.3 0.4(10a)1（普宗朝等，2008；王圣杰等，2011；Guo and Li，2015），明显高于北半球同期增温幅度（0.29(10a)1）（刘友存等，2016）。本文利用英国东安格利亚大学气候研究中心（Climatic Research Unit，CRU）的时间序列数据（TS4.04）得到了与前人一致的结果。1960 2019 年，东 天 山 年 均 温 为 8，年 增 温 率 为0.33(10a)1，夏 季 增 温 率 为 0.26(10a)1，冬 季 增 温 率 为 0.41(10a)1（图 2）。20 世 纪60 80 年代，东天山的年平均气温与 1959 2000年的年均温相同，而 90 年代年均温上升最显著（袁晴雪和魏文寿，2006），四季气温尤其是冬季温度也在 90 年代以后表现出显著增温趋势，这与 1990 2000 年是近千年北半球均温最高的十年的大气候背景一致，且与北半球及中国的增温规律吻合（袁玉江等，2005）。除了 20 世纪 70 80 年代春季和 60 70 年代冬季平均温度较低外，西天山年际与季节气温均呈上升趋势且明显高于全球变暖下北半球的气温上升速度。1960 2019 年西天山气温的线性增温率为 0.31(10a)1（图 2），与东天山表现出一致的增温趋势。西天山气温在冬季、夏季和秋季表现出显著增加趋势，四季增温率分图 中 白 色 框 自 上 而 下 分 别 为 东 天 山（海 拔 900 3600 m）（40 46N，80 95E）、西 天 山（海 拔 1000 4000 m）（39 43N，69 80E）、兴都库什（海拔 2600 4700 m）（34 37N，67 74E）、喀喇昆仑（海拔 3600 5800 m）（34 37N，74 78E）。The white boxes from top to bottom represent East Tianshan(900 3600 m)(40 46N,80 95E),West Tianshan(1000 4000 m)(39 43N,69 80E),Hindu Kush(2600 4700 m)(34 37N,67 74E),Karakoram(3600 5800 m)(34 37N,74 78E),respectively.图 1 兴都库什、喀喇昆仑及天山地区年均降水分布Fig.1 Annual precipitation over the Hindu Kush,Karakoram and Tianshan Mountains30地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE221008别是春季 0.36(10a)1、夏季 0.26(10a)1、秋季 0.29(10a)1、冬季 0.38(10a)1，其中夏季的增温率最低，冬季气温的上升速率明显高于其他三个季节，且高于同期北半球的增温率（0.29(10a)1）。全球变暖背景下，极端天气气候事件频发。目前国际上主要采用极端气温指数来研究极端气温事件。极端气温指数分为暖指数和冷指数。暖指数包括暖日持续日数、热夜日数、夏日日数、暖夜日数和暖昼日数等；冷指数包括冷日持续日数、霜冻日数、冰冻日数、冷夜日数和冷昼日数等。前人研究显示：1960 2015 年，兴都库什-喀喇昆仑地区，极端暖事件（夏日、暖日和暖夜）呈增加趋势，极端冷事件（霜冻日、冷日和冷夜）呈减少趋势（Sun et al.，2017）。东天山的年均最高（低）气温与气温暖指数均呈上升趋势，而气温冷指数（除日最低气温极小值和日最高气温极小值外）呈下降趋势；年平均最高温的变暖幅度小于年平均最低温，暖指数变暖幅度小于冷指数，昼指数（冷昼日数、暖昼日数）变暖幅度显著小于夜指数（暖夜日数、冷夜日数）（丁之勇等，2018）。1.2 HKT 地区气温的空间变化近 50 a 以来，东天山北坡的年平均气温与四季温度均呈上升趋势（Zhang et al.，2009；曹亚娟和延军平，2011），年均温约为 6.75，平 均 升 温 率 约 为 0.30(10a)1，这 与 全 球 变暖趋势相一致且高于同期全中国线性升温趋势（0.19 0.23(10a)1）；其中秋冬季增温较明显，这与中国增温季节主要在冬季和春季不同（李奇虎和陈亚宁，2012；万瑜等，2012；李成等，2013；马霄华等，2017）。1961 2012 年，东天山南坡气温变化趋势与北坡具有一致性（蓝永超等，2008），气温上升速率为 0.30(10a)1（曹亚娟和延军平，2011；凌红波等，2011），东天山南坡气温显著变暖时间（1985 年）晚于东天山北坡（1978 年）及全中国的气候变暖时间（1984 年）（姚付龙，2010）。1960 2015 年，东天山山区年均最低温和大部分冷指数变暖率高于南北坡，而南坡暖指数的变暖率高于北坡和山区（丁之勇等，2018）。同一山脉的不同海拔及同一海拔的不同山脉其气温变化趋势及幅度存在差异。天山山区的平均气温随着海拔的升高而明显降低，气温直减率随季节变化，夏季和冬季的气温直减率分别是0.6 0.8(100m)1和 0.3 0.5(100m)1（Li et al.，2016），夏季的气温直减率明显高于冬季。由于天山山脉的干湿度、太阳辐射及植被等因素*表示通过了 0.05 的显著性检验。*indicates that it has passed the significance test of 0.05.a：年均温；b：夏季均温；c：冬季均温。数据来源于英国东安格利亚大学气候研究中心（CRU）（Harris et al.，2020）。a:annual temperature;b:summer temperature;c:winter temperature.Data is from Climatic Research Unit TS4.04(Harris et al.,2020).图 2 1960 2019 年 HKT 地区年及冬夏季气温变化趋势Fig.2 Trends of annual,winter and summer temperature in HKT during 1960 2019第 1 期刘方圆，等：全球变暖背景下中亚兴都库什、喀喇昆仑及天山气候变化研究进展31DOI:10.7515/JEE221008不同，使得天山南北坡形成了明显的温差，并且以天山为界的南北坡气温随着海拔高度的变化而变化。东天山北坡不同海拔年平均气温上升幅度不同，低海拔地区的气温增幅为 0.35(10a)1，中 海 拔 地 区 为 0.19(10a)1，高 海 拔 地 区 为0.22(10a)1，其中低海拔地区气温增幅最大，且主要发生在夏秋季节，而中高海拔地区气温的显著上升趋势主要发生在冬末和早春（Zhang et al.，2009）。东兴都库什山脉低海拔地带年平均最高（低）气温有增加趋势，而高海拔地带年平均最高温度略有下降，但最低温度上升（Hussain et al.，2018）。目前，有关喀喇昆仑山脉不同海拔的气温变化趋势研究相对较少，今后应加强对该地区气温变化的研究。2 HKT 地区的降水变化HKT 地区的降水存在季节性差异（图 3），由于兴都库什-喀喇昆仑地区在 12 月至次年 3 月受西风带影响、6 9 月受南亚印度季风影响（Yang et al.，2020），因此年降水主要集中在冬季，湿润条件可以从 9 月延续到次年 5 月，但随后夏季相对干燥（Kumar et al.，2015；Dawood et al.，2020）；而西天山的年降水主要发生在4 5 月和 10 12 月，东天山地区年降水则主要集中在春夏季节，且春夏季降水量占全年降水量的 70%以上（赵传成等，2011；张正勇等，2013），由于东天山夏季受低、中、高纬环流的共同影响，低纬暖湿空气和高纬冷空气在中纬度交汇形成了东天山夏季的降水（杨柳等，2013）。2.1 HKT 地区降水的时间变化关于兴都库什-喀喇昆仑年和季节降水的变化趋势存在较大争议，有学者发现在 20 世纪 60年代初到 90 年代末，兴都库什-喀喇昆仑地区年降水量、冬季和夏季降水显著增加（Archer and Fowler，2004；Sheikh et al.，2009；Bocchiola and Diolaiuti，2013）；而 Hasson et al.（2017）认 为1995 2012 年，秋季和冬季降水增加，春季和夏季降水减少，但年降水量的变化趋势不定。过去 60 a，东天山的年及季节降水量均呈上升趋势。图 4 展示了 1960 2019 年 HKT 四个子区域年及春夏季降水的变化趋势，其中东天山的年降水量呈增加趋势，但其降水增长率明显低于同期北半球的降水增长率。1960 2010 年，东天山的年降水量平均值约 348.80 mm，其降水增长率约为 11.34 14.80 mm(10a)1（袁晴雪和魏文寿，2006；韩雪云等，2013；Wang et al.，2013），与本文结果（图 4）存在差异（所用数据精确度不同），但降水变化趋势具有一致性。而近 20 a，东天山年降水量的增长率为 21.00 mm(10a)1（Fan et al.，2020），远高于过去 50 a 的降水增长率，表明 1990 年以来东天山山区增湿尤为明显且朝湿润化方向发展（袁晴雪和魏文寿，2006；凌红波等，2011；韩雪云等，2013）。东天山季节降水量也呈增加趋势，其中夏季降水增幅最大且存在明显的年代际增加（张正勇等，2013），这种年代际变化在 1991 1992 年发生突变，即在 1990年以前降水减少，1993 年以后降水增加。可能是高纬度西北大西洋和地中海海温的增加导致贝加尔湖附近位势高度的增加，进一步导致 1993 年以来异常反气旋的形成，从而使天山上空出现异常东风气流，天山东边界水汽输出的年代际减少，使整个山脉水汽收支的年代际增加，为天山夏季降水的年代际增加提供了有利背景（Yue et al.，2020）。东天山的极端干事件呈减少趋势且最大的减少趋势发生在夏季，极端湿事件呈增加趋势，且在秋季增加趋势最大（曹丽君等，2021）。西天山的年降水量呈不显著增加趋势，且除春季降水量有不显著轻微下降外，其他季节均呈增加趋势且夏季增加率最高。2.2 HKT 地区降水的空间变化1960 年以来，天山南北坡的年降水均呈增加趋势，且东天山中段和西段朝暖湿化方向发展，数据来源于英国东安格利亚大学气候研究中心（CRU）（Harris et al.，2020）。Data is from Climatic Research Unit TS4.04(Harris et al.,2020).图 3 1960 2019 年 HKT 地区降水季节性Fig.3 Average monthly precipitation in HKT during 1960 201932地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE221008东段向干热发展。天山北坡的年降水量总体呈上升趋势，年平均降水量约 180 200 mm，平均增加率约 8.80 15.70 mm(10a)1（曹亚娟和延军平，2011；李成等，2013），明显超过新疆年降水量的增加率。天山北坡四季降水也呈上升趋势，夏季上升趋势最明显。20 世纪 60 70 年代降水相对较少，80 年代降水变化较大，进入 90年代后，降水明显增多（李成等，2013），20 世纪 90 年代天山北麓年均降水量比 60 年代增加了62.40 mm，增幅约 29.4%（Chen et al.，2005）。由于天山山脉大体呈东西走向，来自大西洋和北冰洋的气流在北坡抬升，在南坡形成焚风效应（张正勇等，2015），导致天山南部年降水整体呈增加趋势，增长率约 2.95 mm(10a)1，但降水量比北部少。此外，天山南麓西部降水多于东部，与北麓相反（曹亚娟和延军平，2011；Li et al.，2016）。东天山东西段年降水量相差约 450 mm，东段呈干热趋势，西段呈暖湿趋势（张正勇等，2013），其形成原因是天山西部的伊犁地区具有喇叭口地形，使来自大西洋的水汽得以进入，加上地形的抬升作用形成较多降水，而东部因水汽的长距离输送相对湿度降低，降水减少（张正勇等，2015）；东天山中部地带气候经历了“冷干到暖湿”的过程，20 世纪 60 70 年代降水量呈减少趋势，80 年代以来降水量呈增加趋势，且夏季降水在年降水变化中起主导作用，可能是1980 1990 年，西北地区西风减弱，南风增强从而带来西太平洋和印度洋更多水汽所致（李霞等，2005；万瑜等，2012）。HKT 地区海拔高度对其降水及极端气候有重要影响。东天山南坡和北坡的降水梯度分别是11.0 mm(100m)1和 6.3 mm(100m)1（Li et al.，2016），南坡的降水梯度明显高于北坡。此外，天山年降水量从低海拔到高海拔增加，当海拔在 3000 3500 m 以上时，降水量则随着海拔增加而减少，中海拔地区降水主要集中在春季和夏季，高海拔地区降水集中在夏季（魏文寿和胡汝骥，1990）。东天山北坡的年降水量在中高海拔地区呈显著增加趋势，且增加趋势主要发生在冬季和早春，而低海拔地区增加趋势和减少趋势混合存在，且每年多数时间并不显著（Zhang et al.，2009）。喀喇昆仑北坡低海拔比高海拔地区降水量增加趋势更明显，且主要发生在春季（Chen et al.，2010）。1960 年以来，东天山地区的夏季极端降水事件呈显著增加趋势，极端降水量在东天山南北坡均随海拔升高而增多，北坡极端降水量大于南坡，但北坡最大降水带的高度低于南坡（赵勇等，2010）。*表示通过了 0.05 的显著性检验。*indicates that it has passed the significance test of 0.05.a：年降水量；b：春季降水量；c：夏季降水量。数据来源于英国东安格利亚大学气候研究中心（CRU）（Harris et al.，2020）。a:annual precipitation;b:spring precipitation;c:summer precipitation.Data is from Climatic Research Unit TS4.04(Harris et al.,2020).图 4 1960 2019 年 HKT 地区年及春夏季降水变化趋势Fig.4 Trends of annual,spring and summer precipitation in HKT during 1960 2019第 1 期刘方圆，等：全球变暖背景下中亚兴都库什、喀喇昆仑及天山气候变化研究进展33DOI:10.7515/JEE2210083 影响 HKT 地区气候变化的因素HKT 地区地理位置特殊、地形复杂，受不同气候因素的叠加作用，形成较为复杂性的气候特征。天山地区气候主要受西风环流、南亚印度季风及大气环流异常的影响（韩雪云等，2013）。春季和冬季的南亚印度季风对天山四季的升温有影响，西风环流和南亚印度季风是影响天山降水的重要因素（刘友存等，2016）。天山气候与全球气候指数密切相关，夏季太平洋年代际震荡（PDO）与天山夏季气温呈负相关，与冬季气温呈正相关，秋季的 PDO 与天山夏季和秋季气温均呈负相关。夏季和冬季的太平洋北美涛动（PNAO）与天山冬季气温呈现正相关，秋季印度洋偶极子（IOD）与天山春季气温呈正相关（刘友存等，2016）。而 PDO、太平洋北美型（PNA）和北极涛动（AO）对天山降水影响相对较小（刘友存等，2017）。除受西风环流和季风等大尺度环流的影响，天山气候变化还受局地条件影响。近年来西北地区绿洲面积增加和灌溉增强使空气湿度提高，对夏季天山局部午后对流雨产生影响（Chase et al.，1999；Cai et al.，2019）。山区气温上升加快当地水循环，使冰雪融水和蒸发量增强，提高了区域空气湿度，增加大气中的水汽，有利于山区降水的形成（Li et al.，2013b；Yao et al.，2016）。兴都库什-喀喇昆仑山脉气候主要受中纬度西风环流、南亚印度季风和亚洲内部高压系统的影响（Hewitt，2011）。受来自东北大西洋、地中海、里海和黑海的中纬度西风环流和气旋系统的影响（Reggiani et al.，2016；Hasson et al.，2017），兴都库什-喀喇昆仑有 60%以上的降雪发生在冬季和春季（Hewitt，2005；Ridley et al.，2013）。尽管该地区夏季仍受西风影响，但南亚印度季风占主导地位，带来了 30%以上的降水（Archer andFowler，2004；Hewitt，2007；Seong et al.，2007；Seong et al.，2009；Waqas and Athar，2019；Yi et al.，2021），因此兴都库什-喀喇昆仑降水具有双峰式年周期特征（Ridley et al.，2013；Filippi et al.，2014）。Forsythe et al.（2017）提出“喀喇昆仑涡旋”来解释以喀喇昆仑为中心的青藏高原西部地区近地表上空和对流层中下部的气温变化，喀喇昆仑涡旋可以解释为西风急流和南亚印度季风之间的相互作用。夏季，喀喇昆仑涡旋的南支与南亚印度季风耦合；冬季，喀喇昆仑涡旋异常广泛地延伸到整个南亚，对反气旋（气旋）区域环流条件有暖（冷）响应（Yang et al.，2020）。除上述因素作用外，兴都库什-喀喇昆仑山脉的气候变化与北大西洋涛动（NAO）和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）变化密切相关。西风的强度与 NAO 相关，是喀喇昆仑冬季降雪的决定性因素，而夏季风的强度与 ENSO 相关，是夏季降水的关键因素。在厄尔尼诺期间，随着进入喀喇昆仑地区的西南季风减弱，西风增强，气温降低，降雪增加；在拉尼娜期间，随着西风减弱，西南季风加强，气温升高，降雪减少（Janes and Bush，2012）。另外，兴都库什-喀喇昆仑地区的降水量在 NAO 正（负）阶段和 ENSO 暖（冷）阶段有所增加（减少），NAO 和 ENSO 降水信号主要与源于东地中海和中东地区的西方扰动增强有关（Syed et al.，2009）。综上可知，西风和亚洲季风对 HKT 地区具有重要影响。由于印度夏季风从东南向西北减弱，很少侵入山脉的北侧，西风的影响从西向东减弱，所以喀喇昆仑南北坡的气候都受到西风的影响，但喀喇昆仑山脉的南坡受到印度夏季风的强烈影响。兴都库什-喀喇昆仑地区冬春季受西风影响，降水较多；虽然夏季继续受到西风的控制，但南亚印度季风也会给喀喇昆仑大部分高海拔地区带来降水。由于喜马拉雅山和青藏高原的存在，大部分来自印度洋和太平洋的季风环流带来的水汽被阻拦，只有小部分可以到达天山南侧，而西风源源不断输送水汽，加之地形的抬升作用，使降水沿山脊集中分布，因此西风环流与地形因素对天山的影响大于东亚季风。此外，人类活动对气候变化的影响也不容忽视，但目前对 HKT 地区人类活动影响的研究相对较少，有待进一步关注。4 结论中亚地区作为全球变化的研究热点及敏感区，其高山区对全球变化的响应更为突出。本文选取中亚的兴都库什、喀喇昆仑和天山山脉作为研究区域，对前人研究进行简单梳理和总结，重点总结了 HKT 地区气候的时空变化特征及影响机制。主要结论如下：（1）近 60 a 来 HKT 地区不同区域气温的时