我们日常提及的夏季风，在一般民众心中就是降水。比如南亚印度季风给印度带来80%的降雨，其重要性可见一般。在19世纪之前，季风对于海上贸易至关重要。夏季风和冬季风相反的方向刚好为海上船只的往返运行提供了动力。因此，在阿拉伯海地区，很久以前就出现了海上贸易。

一般情况，亚洲季风可分为两个相对独立的系统进行研究，既南亚季风（也就是印度季风）和东亚季风，但实际上，这两个子系统具有较强的相关性。关于亚洲东北部的亚热带子季风系统，其对亚洲的重要性也相较前两个季风大哥小，因而研究相对较少。

季风是典型的低纬度气候系统，涉及海陆交互和海气交互，所以研究起来内容非常庞杂，是古海洋学、大气科学以及物理海洋学可以充分交流的一个话题。传统理论认为，季风的形成需要海洋与陆地的温差。大陆与海洋的热容不一样，造成吸热与放热的不均一性。比如，在南亚，当夏季温度增加时，陆地增温快，形成低压区，而海洋则形成相对的高压区，于是风携带海洋的水汽向北吹向陆地。但是由于科里奥利力的作用，风向会发生偏转，从而变成西南方向。

上述理论认为，只要有海陆差，我们就会期待出现季风。如果这种情形总是成立，那问题就简单了，我们也不用问亚洲季风何时出现，至少应该很早就应该出现。实际上，有海陆分布，并不一定能出现季风，还需要气候系统中的其他因素参与，比如越赤道急流、温带气旋等。

日照量的变化是渐进的，其调控机制也是渐进的。可是每年印度季风的出现与转化是相对快速的，这二者之间在时间上并不完全匹配。这暗示着两点：1）可能有一个临界气候点；2）在季风与非季风两种不同气候模态中间可以快速转换。前人通过模型研究就提出，要想实现条件2），一个重要的概念就是海气交互界面的热惯量（Thermal Inertia）。在物理概念中，惯量越大，越难以转换其状态。比如，在同样的速度下，一辆重型卡车就比一辆小轿车难以刹车。所谓的热惯量也可以这样类比。具体来说，如果海洋的热混合层很薄，我们就可以认为其热惯量较小，其上空的大气系统越容易转换状态。反之，如果热混合层很深，其改变状态的时间就会拉长。

印度季风的起源机制应该说是一个多因素叠加的结果，涉及的主要因素包括青藏高原隆升到一定高度，西风带的影响减弱，海陆温差增强，ITCZ北移，索马里越赤道急流形成等等。其中，索马里越赤道急流和信风起到非常重要的推力，而印度大陆增温产生的低压则产生吸力效果，同时在低纬度出现这种大块陆地可以为夏季风的出现提供一个良好的下垫面，这个作用可能比海陆温差的作用还重要。增强的印度季风和水汽输送，可长距离输送到亚洲内陆地区。

从理论上来讲，青藏高原隆升在印度季风演化中会起到重要的作用。模型模拟显示，青藏高原抬升到一定程度后，会加强印度季风并维持其运行。但是，青藏高原何时隆升到何种高度，目前并没有完全定论。一些学者反而认为青藏高原隆升并没有那么重要，而且和海洋沉积物指标指示的印度季风强化的时间不匹配。要想完全回答这个问题，最直接的证据就是构建精确的青藏高原隆升历史，但是这个科学任务很艰巨，目前还没有实现。关于青藏高原的隆升模型，科学家还会争论很长一段时间。

既然无法把季风起源的准确机制厘清，我们就把先目光聚焦到印度季风的起源时间上。本质上来说，这个问题也不是一个轻易回答的科学问题。

我们可以在三个区域进行研究，包括阿拉伯海、印度北部的孟加拉湾、以及亚洲大陆南部地区（比如中国云南地区）。在

在孟加拉湾和阿拉伯海两个海区用的研究手段并不完全一样。在孟加拉湾，恒河把德干高原上的物质输送过来，而雅鲁藏布江则把青藏高原上的物质输送过来。从一级模型上来看，在印度季风增强时，降雨增多，河流输送的大陆物质就多，从而把孟加拉湾的沉积过程和印度季风衔接起来。印度大陆上的物质和青藏高原的物质成分差别很大，很容易用各种地球化学指标区分开来，这样我们还可以利用青藏高原来的物质研究青藏高原的构造剥蚀历史。比如，孟加拉湾沉积物在9Ma沉积速率突然增加，并持续到2Ma。这说明这个过程是连续的，而非一次性的突发事件，而是长期的构造和气候混合效应。

在阿拉伯海，研究印度季风的影响手段会更丰富些。我们用什么参数来衡量印度季风的演化？下面我们罗列几个常用的参数和基本解释原理。

现今观测发现，在每年7月和8月份印度夏季风盛行的时候，阿拉伯海的海洋生产率也最大，看起来海洋生产率是一个不错的选择。在一般情况下，科学家用Ba/Al比值来代表生产率。在阿拉伯海地区还增加一个新的影响因素，非洲粉尘。当印度季风弱的时候，非洲北部也干旱，于是吹过来的粉尘就多，进一步稀释了生物成因的物质，Ba/Al的比值就进一步降低。反之，如果印度季风强，生物生产率高，非洲北部也湿润，粉尘也少，于是二者双重影响，Ba/Al的比值就高。

印度季风还会改变当地海域的生物群落，沉积物的沉积速率等等。比如，Globigerina bulloides（G. bulloides）是一种特殊的有孔虫，它喜欢海水上涌区，和印度季风的出现密切相关。现今观测证实，G. bulloides出现在印度季风季节（6-9月份），此时，海水上涌强。在非季风季节则消失。可见，G. bulloides是代表印度季风的优秀使者。它的出现就代表印度季风开始出现。

在印度季风强盛时期，沿着索马里沿岸，强劲的西南风会把表层海水从阿拉伯半岛区域吹向西印度。这个和南美西边的边界流类似，由于科里奥利力的作用，会产生很强的沿岸上升流，使得生产力增加。同时，该区温跃层的存在，使得海水通风变差，在该区150-1250m的中层水，会产生氧气低值区（Oxygen Minimum Zone，OMZ）。当AAIW活跃时，AAIW会替换该区的OMZ海水。也就是说，阿拉伯海北边的OMZ区域并不是永久存在的，OMZ的演化是另外一个有趣的话题，同时会对氧化还原状态敏感元素的分布产生影响。

在长周期演化上，我们需要轨道调谐的概念。但是之前我们讲过，印度季风受到南北半球高低压的双重影响（压力差）。所以，单独用南半球或者北半球的日照量作为驱动机制都不完美。于是科学家引出了季风参数（Monsoon Index，MI），综合利用南北量半球的光日照量的差值，这对应着代表两半球的温度梯度，比如，我们可选用南北纬30°的日照量差：

MI = I_30N – I_30S

MI的值越大，北半球接收的日照量越大，温度高，气压低，而南半球则处于低压区。于是，夏季风盛行。反之，夏季风就弱。

当然，我们还可以选择不同纬度的日照量进行计算MI，南北半球的海陆分布不一样，选择最合适的南北纬的日照量本身就是一个科学问题。从实践角度，上述的选择已经能够满足需求，在解释实际数据中可作为很好的背景参考。陆地上的干旱化指标与降雨指标非常敏感地相应MI。但是从理论角度，需要进一步系统研究，如何找出最佳的MI指数。

在确定印度季风的大尺度演化特征之前，我们还必须澄清一个现象。及时在阿拉伯海区，具体到每一个研究区域，其海况、海陆关系和在季风系统中的空间位置、不同参数之间的差异性，时间标尺的误差、即使是用同一方法，还会涉及不同的研究精度和具体的操作流程（比如选取样品中不同的粒径组分进行分析）等等，这些都会造成所谓的特征差别，进而影响确定印度季风具体的起始时间、增强和减弱时间等等。每位学者之间的成果有共性，也有差异。在下面的论述中，我们尽量选取有共性的部分。

南亚季风系统在区域气候系统中非常重要，但是确定其具体何时起源还是一个挑战。研究表明，自渐新世/中新世转型期前后，比如25Ma开始，在印度洋地区就开始出现现今印度季风的原型。这个时间，其实和东亚季风子系统的出现时间基本相反（~23Ma）。这说明，南极冰盖的形成与增大，不仅使得ITCZ向北移动，还系统地改变了南半球的环流体系，这是季风出现的重要的背后因素之一。在全球温度很高，比如EOT（34Ma）的温室气候下，出现全球系统的季风系统就非常难。但是，我们并不排除一些特殊的地理格局分布造成的海陆水汽交换。我们可以把它们归结为“原型季风”proto-Monsoon。这种现象在讨论NADW和ACC时也出现过。在形成如今类型的NADW和ACC之前，其实一定会有Proto-NADW和Proto-ACC。在南极冰盖大规模形成前，比如EOT之前，肯定也会在南极洲形成规模偏小，薄薄的冰盖，把它们叫做Proto-Antarctic Icee Sheet也不为过，而且还别小看这些Proto-X，它们对于全球气候系统已经开始产生一定影响。

研究发现，G. bulloides在12.9Ma出现，11-7Ma印度季风减弱。在~7Ma，其含量显著增强，暗示着印度季风也在加强。此时南亚陆地上的植物类型也从C₃转化为C₄。此外，印度季风的出现还会使得阿曼外海区域地区的生物生产率增加，同时在中层水域出现OMZ。

可见，在12.9Ma，类似于现今强度的印度季风才开始出现。这个时间看着是不是很眼熟？然也，14Ma是中中新世气候转型（MMCT）期，西南极冰盖开始发育。看起来，印度季风的加强是个过因素叠加的结果，包括全球变冷，洋流改变，新特提斯洋后撤，当然我们并不排除青藏高原隆升的影响。

但是，11-7Ma，阿拉伯海区印度季风减弱，又和西南极冰盖加强有关。这一时期冬季风加强，看起来全球变冷不只是增加了南半球的气候系统，随着时间推移，全球气候系统调整，北半球的作用也开始出现。所以，这还真不是南极一家的影响就能决定的，季风起始机制它重大参与，但是后续并不能完全控制季风走向。在孟加拉湾海区，记录显示~12-10Ma，印度季风已经盛行。印度季风在MPT期间减弱，使得流入孟加拉湾的降水减少。

在这一段时间前后，海洋还发生了重要的“生物繁盛事件（Biogenic Bloom）”。在~15-13Ma，主要的大洋都发生了生物生产率激增的情形，在10-8Ma达到峰值。全球其他地区的OMZ也在15-13Ma出现。这些信息都和印度季风巧合，也就是说印度季风的出现与全球现象有关联，而并非自己独特的信息。

在4.0-3.3Ma，印度及西亚海道关闭，暖池增加，南亚季风出现进一步增强的趋势。在MPT之后，轨道调谐对印度季风的影响越来越起主控因素。

以上通过海洋沉积物研究，其指标变化的机制还是非常科学合理的。但是，这些记录还存在着一个重大的缺陷，就是时间尺度还是不够长。我们并不知道整个始新世印度季风的状态。尤其是25Ma之前，有无Proto-印度季风，或者其强度已经很强，这还需要记录来证明。

在海洋沉积物钻探还没实现上述目标前，南亚大陆上的地层记录就成了重要的参考介质。

比如在41Ma的早始新世，云南地区的记录就显示该区气候从干旱类型变为湿润类型。因为早始新世的地形地貌和海陆格局分布与现今并不相同，不知道在当时的印度东边界是否也会形成索马里越赤道急流类型的气流。也就是说，41Ma即使存在季风，也可能和现今的驱动系统不完全相同。我的建议是区分对待，可称之为始新世印度季风，而不要和现今进的印度季风系统完全混淆。另外，对较老的地层研究，时间标尺的准确性始终会是一个核心问题。

我们现在把以上的思路汇总下，同时假设印度季风和东亚季风在长尺度上的构造格局影响下具有一致的反应，那么，我们对南亚季风的演化可以从41Ma开始。其中我们脑海中叶必须记住一个事实，印度季风区和东亚季风区的海陆格局并不一样，涉及的南半球气旋和越赤道暖流也并不一样。在大尺度上，二者之间如果有变化不一致的情况，也并不奇怪。这就像双胞胎，看着像，其实二者有很大区别。

海陆格局建期，为唱戏搭台（41-22Ma）: Proto-Monsoon

根据以往章节的讨论，我们知道在这一时期，南半球的海陆格局发生了翻天复地的变化。新特提斯洋的关闭、副特提斯洋后撤、印度和欧亚大陆缝合、德雷克海峡开启、ACC形成、南极深水AABW形成并向南入侵印度洋和太平洋等等，都为南大洋区提供了新的舞台。至少25Ma开始，就可以追溯到Proto-印度季风，22Ma，中国黄土高坡出现了磁化率增高的现象，说明降雨量开始增加，暗示着东亚季风开始出现。

印度季风首次增强，演员上台正式首秀（13-12Ma）：

14-13Ma对应着MMCT，全球刚从几个百万年的MCO结束，全球气候再次变冷。MCO期间通过火山活动（Monterey events）释放的大量CO₂，通过深化埋藏的方式被重新吸收固定，全球海洋出现Carbonate Bloom事件。南极洲的AABW被增强，AABW进一步向北入侵。

南半球的西风带被同时向北推动，造成南半球的Hadley Cell，并在13-12Ma完成了新的部署。可以这么说，印度季风的新一轮增强，和南极冰盖增长，南极变冷，AABW有直接的关系，只不过是通过多米诺骨牌的方式，从南向北调节不同的气候单元造成的。南亚季风只不过是这一系列推动的最终结果或者产物。因此，反过来讲，南亚季风必然和它身后的这一系列中间老板、二老板有关系。

南半球的亚热带高压和ITCZ也进一步被向北移动，这触发了索马里越赤道急流的增强，这是最后一个非常重要的导火索，直接导致印度季风的增强。于是相关的各种现象就会出现，比如索马里外海去的海水上涌增强，海洋生产力增加，反硝酸盐过程加剧、OMZ扩张，相关的浮游有孔虫（G. bulloides）含量增加，同时，也会导致一些OMZ区的底栖有孔虫灭绝等等。