近日，兰州大学资源环境学院吴铎教授课题组联合南京师范大学孙炜毅副教授在Science Bulletin期刊在线发表了题为“Recurring dipole flooding patterns in East Asia throughout the Holocene”的研究论文，首次提出全新世东亚大洪水事件存在准千年周期振荡的南北偶极空间模态。
近期气候变化引发的洪水风险加剧已成为紧迫的全球性议题。中国东部季风区作为全球城市化程度最高、人口最密集的区域之一，却始终面临严重洪灾的威胁。随着全球变暖态势持续，洪水事件发生频率和强度均呈上升趋势，对人民生命财产安全、基础设施稳定及社会经济发展构成持续挑战。然而，现代仪器观测数据时限较短，限制了完整捕获洪水长期变化规律、明确其时空演变机制的能力。同时，该区域未来洪涝响应的气候模型预测存在显著差异，给灾害预报、风险评估与适应规划带来较大不确定性。为应对这些挑战，重建过去暖期的洪水时空演变模态可为校准未来预测提供重要依据。
近二十余年来，亚洲季风区水文气候变化的过程、格局与机理一直是学术界关注的重点问题。已有研究表明，东亚季风区在器测时段及全新世多时间尺度上均存在降水变化的南北偶极子特征，即“南涝北旱”或“北涝南旱”模态；在更大空间尺度上，亚洲中部干旱区与中国华北地区降水变化的“西风模态”、东亚季风区的“南涝北旱”模态和青藏高原的“双核模态”共同组成了亚洲夏雨区“巨型三明治模态”。然而，上述研究多聚焦于长期平均态降水变化，而对全新世洪水事件及其时空分布规律的认识仍十分有限。全新世洪水是否表现出类似的偶极型分布特征，以及主要受何种气候驱动因子控制，仍是亟待解决的关键科学问题。
要回答上述问题，就要依赖于可靠的地质记录。河流地貌与沉积记录保存了过去大洪水事件的直接证据。近二十年来，测年技术的发展显著提高了中国东部季风区古洪水重建的可靠性。然而，现有研究多受限于单点洪水记录的时空分辨率不足，难以系统重建区域尺度的古洪水序列。尽管已有研究尝试纳入洪水事件的空间特征，但大多仍集中于局部区域或特定河段。此外，数据整合标准的不统一也导致了研究结论的分歧。这些不足限制了对古洪水事件大尺度空间格局及其气候驱动机制的理解。为突破这些局限，本研究系统整合并严谨分析了中国东部季风区111个站点的全新世古洪水数据，重建了黄河中下游及长江中下游流域全新世大洪水事件的演变历史（图1）。在此基础上，结合全新世瞬变气候模拟，深入探究了中国东部季风区大洪水的长期演变规律及其潜在驱动机制。
图1全新世大洪水事件持续性南北偶极子模态
研究结果显示，中国东部季风区全新世大洪水频率变化存在持续的南北偶极型分布模态，其特征表现为显著的准千年周期（图2）。通过将代用资料与气候模式模拟相结合，发现长江流域洪水增多与厄尔尼诺事件增强具有协同性，这主要受大西洋经向翻转环流（AMOC）千年尺度减弱的驱动；与之相反，黄河流域洪水则在太阳活动极大期更为频发，这一关联主要通过持续拉尼娜背景态的调制作用实现（图3和4）。上述认识不仅深化了对洪水长期动态机制的理解，也为预测全球人口最密集、最脆弱区域之一的未来洪水风险提供了关键参照。
图2全新世中国东部季风区重建的大洪水事件、ENSO变率及太阳活动的带通滤波（左）与功率谱（右）分析结果
图3基于TraCE-21ka模拟的全新世高ENSO变率时期强厄尔尼诺（左）/拉尼娜事件（右）对中国东部季风区夏季降水异常的影响
图4全新世千年尺度AMOC变化对ENSO变率的影响（左）与太阳活动极大期强迫下中国东部季风区夏季气候异常的空间格局（右）
气候模式预估显示AMOC将在本世纪持续减弱，同时研究预计本世纪末太阳辐射也将达到极小值。若这些因素真如预估的继续发展，中国东部季风区将面临长期"南涝-北旱"的洪水分异格局，这与本研究揭示的全新世洪水动态模式形成历史呼应。这些发现凸显了将古气候认知纳入未来风险评估与防洪战略的紧迫性。
论文的第一作者为兰州大学资源环境学院博士研究生肖奇立，通讯作者为兰州大学资源环境学院吴铎教授以及南京师范大学的孙炜毅副教授，主要合作作者有中国科学院青藏高原研究所陈发虎院士等。该研究得到了国家自然科学基金（42588201, 42171150, 42130604），江苏省高等学校优势学科建设工程（164320H116）和西部生态安全学科突破先导项目（JYB2025XDXM910）的共同资助。
文章信息：
Xiao Q, Wu D*., Sun W*., Hao G, Zhou L, Shang J, Guo S, Wang T, Shao S, Yang G, Wang H, Chen F.Recurring dipole flooding patterns in East Asia throughout the Holocene.Science Bulletin 2026; https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.01.052
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Chen J, Chen F, Feng S, et al. Hydroclimatic changes in China and surroundings during the Medieval Climate Anomaly and Little Ice Age: Spatial patterns and possible mechanisms.Quaternary Science Reviews2015; 107: 98–111.
Wu D, Ma MM, Lu YX,et al.Out-of-phase relationship of Holocene moisture variations between the northeastern and southeastern Tibetan plateau and its societal impacts. Fundamental Research2025;5(1): 241-248. https://doi.org/10.1016/j.fmre.2023.02.014
Wu D, Xiao Q, Guo S, et al.Precipitation seasonality in controlling the north‒south dipolar pattern of effective moisture variations on the eastern margin of the Tibetan Plateau during the Holocene. Quaternary Science Reviews 2024; 345: 109030.
Wu D, Ma XY, Yuan ZJ,et al.Holocene hydroclimatic variations on the Tibetan Plateau: An isotopic perspective. Earth-Science Reviews2022;233: 104169. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.104169
