我国季风区降水正经历由20世纪70年代之前的“南旱北涝”过渡为20世纪70年代之后“南涝北旱”的气候状态，对我国社会、经济和农业产生影响。

要客观认识百年来季风气候变化的过程和规律，需从更长时间尺度的自然气候变化历史中去了解——近万年来的东亚季风变化是否存在某种规律性？

中国科学院地质与地球物理研究所研究员吕厚远、副研究员徐德克等人对这些问题做过系列研究并提出了有启发性的探讨，相关论文发表在《自然·通讯》《地球与行星变化》等著名学术杂志上。在此，我们邀请徐德克把这些有趣的探讨性观点向读者作一介绍。

问：您是怎样想到研究南北旱涝规律这样的问题的？最早是从哪里入手的？

答：2020年，我国长江流域发生了1998年以来最为严重的汛情：降雨量超过2016年和1998年，一跃成为1961年以来同期降雨量最多的年份。

其实历史总是惊人的相似，不难发现最近30年来长江流域和东北-华北两地的降水格局总是交替性的重现：1997-1998年、2015-2016年的夏季长江流域降水明显增加，而到了1999-2000年、2010-2011年的夏季暴雨又出现在了东北华北地区。这种不同区域降水的差异是否存在内在的规律？在更长的时间尺度上，这一演化规律是否能够准确地预测呢？

未来百年我国东部季风区的区域降水的差异和趋势，是古气候学界关注的焦点问题之一。正确认识我国东部季风区降水的过程和规律，既能促进社会更好地适应和应对未来气候变化，又可以保证我国农业、社会经济稳定增长。

2019年9月11日，我和吕厚远研究员作为共同通信作者和共同第一作者，在《自然·通讯》杂志上在线发表论文。论文中提出了一个重要的学术观点：1万年来我国东北地区存在500年准周期的降水变化，这一变化还影响了该地区的人口和文化变迁。

这个研究发现，通过对中国东北地区约一万年来玛珥湖年纹层花粉记录和考古遗址碳十四年龄概率密度的分析，发现花粉记录的季风气候变化和碳十四概率密度揭示的人类活动，都存在约500年周期变化，季风气候驱动的周期性的暖湿/冷干与人类活动的强/弱、以及与史前文化的盛/衰，几乎是同步变化的。

在东北地区史前六个文化繁盛期中，除了红山文化对应了千年尺度的中全新世适宜期外，其他都明确地对应着500年周期的暖湿期。研究认为，叠加在全新世气候变化背景上的500年周期，深刻影响了东北亚地区史前文化的演替和发展，气候变化的500年周期与太阳活动引发的厄尔尼诺-南方涛动的频率变化关系密切。这些发现不仅揭示了史前人类活动、文化演替与周期性自然气候变化之间存在明确关系，而且表明，在东亚季风区，温暖湿润的自然气候更有利于史前人类文化、文明的繁盛发展。

问：您早期的研究集中在东北地区，后来的研究是怎样进一步扩展的？

答：上述研究存在一个缺憾：东北地区的500年周期是否是孤证，有没有其他证据的支持？

为了验证研究的可重复性和普遍性，科研人员检索了大量的文献数据库，不但在东北、黄海，还在南方的长江流域发现了500年准周期的降水的地质记录。经过进一步的详细对比，科研人员还惊奇地发现，长江流域和东北地区的500年周期在相位上并不是同步的。

研究发现，近半个世纪以来我国东部季风区降水，正在经历由上世纪70年代之前的“北涝南旱”过渡为上世纪70年代之后的“南涝北旱”气候状态。然而，现今我国季风区降水的演化格局，是在地质历史时期的长期演化的背景下形成的。由于自然气候系统的复杂性和模拟预估的不确定性，以及人类器测温度记录也仅有近百年的历史，因此要客观地认识百年来季风气候变化的过程和规律，需要从更长时间尺度的自然气候变化历史中去了解：近万年来的东亚季风变化，是否受到千-百年尺度自然周期影响？今天的南旱北涝或者北旱南涝的气候格局演变，是否叠加了自然周期的气候过程？

为了回答前面提出的问题，我和学科组成员及国内同行合作，分别在东北地区和长江流域地区选择了沉积连续、高精度定年和高分辨率的古气候记录：一条为东北玛珥湖年纹层花粉记录，另一条为长江中游地区洞穴石笋磁性矿物记录。

小龙湾与和尚洞位置图

科研人员分析这两条记录发现，东北地区和长江中游地区存在不同步的千、百年季风降水变化。