沙塵氣溶膠作為地球表層和大氣不同圈層相互作用的重要紐帶，是影響地球系統能量平衡的重要因素之一，也是影響全球變化及其環境效應的關鍵過程。歐亞大陸腹地存在著世界上最大的乾旱半乾旱區。中緯度西風急流是北半球的重要環流因子、其強弱變化和急流軸位置南北擺動對沙塵迴圈產生重要影響。在季節分佈上，春季沙塵活動最為強烈。這可能與沙塵活動必須同時滿足三個條件有關：持續時間較長的強風、豐富的沙塵顆粒物和大氣層結不穩定。
中國科學院地球環境研究所高階工程師李新周及其合作者透過一個包含末次間冰期在內的過去150ka長期瞬變數值試驗，分析了軌道尺度春季中國北方沙塵迴圈特徵及其受高空西風的可能影響。模式輸出中國北方沙塵濃度與地質記錄基本一致（如圖）。結果表明，春季中國北方沙塵排放通量、柱濃度和沉降通量均具有顯著的準20ka歲差週期，並與北半球4月日射同相位變化。歲差尺度上沙塵強弱變化與源區地表風速、青藏高原地表感熱通量及其北側高空西風（nWJ）同相位變化，而與東亞副熱帶西風急流、西伯利亞高壓、大氣降水呈反相位關係。合成分析顯示，在地球軌道高日射階段，受高原熱源強迫影響，高原北側西風（nWJ）明顯加強，與底層西伯利亞高壓明顯減弱以及地表增暖異常共同促使底層大氣不穩定度增強，有利於沙塵活動加強。
相關研究成果發表在Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金重大專案的共同資助。
過去15萬年沙塵活動序列。（a）模式輸出中國北方春季沙塵排放（DE-NC）、沉降通量（DD-NC）；（b）黃土高原古浪剖面平均粒徑（MGS）；（c）模式輸出東亞區域春季沙塵沉降通量（DD-EA）和柱含量（DB-EA）；（d）四月45°N太陽輻射
來源：中國科學院地球環境研究所
