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                      地球環境研究所揭示黃土記錄的全新世東亞冬季風強度變化及其與夏季風之間的關系
                      2020-07-16| 编辑: | 【 】【打印】【關閉

                        北半球西伯利亞高壓控制下的東亞冬季風系統深刻影響著東亞地區氣候,其影響範圍可觸及南半球。對過去多時間尺度冬季風強度變化的研究有助于理解當今和預測未來冬季風變化。主要基于中國黃土,已對全新世之前構造、軌道和千年尺度上東亞冬季風變化有了清晰認識。但關于全新世其多時間尺度變化及其與東亞夏季風之間的關系還存在很大爭議,不同載體(如黃土、海洋、湖泊、模擬等)的重建結果差異較大,動力學解釋也呈現多樣化。盡管中國黃土被普遍認爲是同步記載東亞冬夏季風變化的良好載體,但缺乏具有可靠年代標尺的全新世高分辨率資料。

                        最近,中科院地球環境研究所科研人員在黃土高原東南部和中部選取了三個高分辨率全新世黃土剖面,進行了高密度石英光釋光測年和常規古氣候替代性指標粒度(指示冬季風強度)和磁化率(指示夏季風強度)測試(圖1A-C),揭示了全新世亞軌道(這裏指多千年尺度)東亞冬季風強度變化及其與東亞夏季風之間的關系,並探討了其可能的動力學機制。

                        來自于三個黃土剖面的獨立簣D成結果均顯示,早全新世(約11.7-6.5 ka BP)東亞冬季風呈現持續衰退趨勢,在約6.5 ka BP達到最弱,之後的中-晚全新世則表現爲逐漸增強趨勢,在小冰期達到最強(圖1D和圖2A)。研究人員認爲,早全新世和中-晚全新世冬季風強度變化分別主要受控于北半球高緯冰量和中-高緯度溫度變化,二者通過控制西伯利亞高壓強度及其與低壓系統(如阿留申低壓、赤道低壓)之間的梯度差來對冬季風強度産生影響(圖3)。另外,上述冬季風變化與三個剖面獨立簣D成結果所反映的東亞夏季風變化呈明顯的反相關關系,即東亞夏季風在6.5 ka BP之前持續增強,而之後逐漸減弱(圖1D和圖2I)。本研究重建的全新世冬季風和夏季風變化及二者的反相關關系也得到了湖泊、石筍、海洋、沙漠等記錄的廣泛證實(圖2)。由于黃土對冬季風變化的靈敏性及本研究具備的高准確度年代標尺,認爲本研究獲得的冬季風變化記錄具有一定優勢。

                        本研究基于中國黃土提供了全新世亞軌道尺度東亞冬季風強度變化及其與東亞夏季風之間關系的重要證據,同時對于黃土記錄的全新世之前東亞季風變化研究有啓示意義,另外,現有結果支持在全球變暖的長期趨勢下,冬季風將在長時間尺度上呈現減弱趨勢。

                        研究得到国家自然科学基金、科技部重点研发专项、青藏科考专项、中科院先导专项和青促会,以及黄土与第四纪國家重點實驗室的共同资助,是中科院地球环境研究所“一带一路”计划的系列研究成果。

                        相關成果發表在國際地學期刊《Geology》上,康樹剛副研究員爲第一和通訊作者。

                        原文詳見:

                        Kang, S.G.*, Du, J.H., Wang, N., Dong, J.B., Wang, D., Wang, X.L., Qiang, X.K., Song, Y.G., 2020. Early Holocene weakening and mid- to late Holocene strengthening of the East Asian Winter Monsoon. Geology, doi:10.1130/G47621.1

                        文章鏈接:https://doi.org/10.1130/G47621.1

                           

                        1 黃土高原三個全新世高分辨率黃土剖面OSL年代標尺和古氣候替代性指標(平均粒徑和磁化率)(A-C)以及集成的標准化平均粒徑和磁化率所反映的東亞冬夏季風強度變化(D)。


                        2全新世東亞冬夏季風強度變化的多記錄對比(AI:本研究;B-H:他人已發表)及二者的反相關變化。


                        3 全新世東亞冬季風強度變化(A)及其與相關動力學參數(B-H)的關系。


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