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近2000年来东亚夏季风突变的落水洞高分辨率石笋记录

第四纪研究 2020年第4期40卷 973-984页

作者：薛莲花赵侃崔英方梁怡佳杨少华汪永进南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 虚拟地理环境教育部重点实验室(南京师范大学) 江苏南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023 南京旅游职业学院江苏南京211100

基于湖北落水洞石笋(LS45)7个^230Th年代结果和260个氧同位素测试数据,重建了近2000年来平均分辨率为6 a的东亚夏季风变化序列,该序列在280~800 A.D.、800~1400 A.D.和1400~1850 A.D.季风强度呈弱-强-弱的演变特征,分别对应于黑暗时代冷... 详细信息

基于湖北落水洞石笋(LS45)7个^230Th年代结果和260个氧同位素测试数据,重建了近2000年来平均分辨率为6 a的东亚夏季风变化序列,该序列在280~800 A.D.、800~1400 A.D.和1400~1850 A.D.季风强度呈弱-强-弱的演变特征,分别对应于黑暗时代冷期(DACP)、中世纪暖期(MWP)和小冰期(LIA)3个典型气候期.LS45记录显示近2000年来东亚夏季风强度总体呈减弱趋势,并叠加数次百年尺度的振荡旋回.其中DACP和LIA并非持续几个世纪的连续弱季风时期,且内部还存在明显的数十年尺度强弱波动,δ^18O振幅范围约为0.6‰.在DACP向MWP转变期间,δ^18O值快速负偏,持续时间约40~50 a,变化幅度约0.7‰,指示夏季风突然增强.和尚洞、万象洞、Dandak洞的石笋记录以及Laguna Pallcacocha沉积物红度记录均显示了这一快速转变过程,暗示大尺度大气环流可能发生快速转型.进一步将中国石笋记录与太阳活动、厄尔尼诺、大西洋海表温度和北半球温度指标记录进行对比,发现这些记录之间存在良好对应关系和相似特征,表明百年-十年际尺度季风变化可能与太阳活动、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和大西洋多年代际震荡(AMO)变化密切相关.因此,本文推测ENSO和AMO可能是太阳活动影响亚洲季风变化的关键因子.

关键词：落水洞中世纪暖期季风气候突变石笋 ENSO

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长江中下游石笋记录对ENSO信号的遥相关响应

长江中下游石笋记录对ENSO信号的遥相关响应

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作者：薛莲花南京师范大学

学位级别：硕士

长江流域对中国经济和生态的可持续发展起着重要作用,该地区东亚夏季风(East Asian Summer Monsoon,简称EASM)在空间和时间上的变化会显著影响水资源的时空分布,从而导致旱涝灾害的发生,影响社会和区域经济。近年来,越来越多的研究已证... 详细信息

长江流域对中国经济和生态的可持续发展起着重要作用,该地区东亚夏季风(East Asian Summer Monsoon,简称EASM)在空间和时间上的变化会显著影响水资源的时空分布,从而导致旱涝灾害的发生,影响社会和区域经济。近年来,越来越多的研究已证实厄尔尼诺-南方涛动(El Nino/Southern Oscillation,简称ENSO)活动是控制古气候演化、降水格局变化和现代气象变化的重要因素,在多个时间尺度上影响着长江中下游地区的东亚夏季风演变。然而,现有器测温度和降水重建记录持续时间较短,需要更长尺度的指标重建以了解ENSO随着全球变暖而变化的趋势,这对长江中下游地区预测未来气候变化有重要指导意义。本文基于湖北长江中下游落水洞石笋8个Th年代结果和261组氧同位素测试数据,重建了近2000年来平均分辨率为6.2年的东亚夏季风演变序列;基于长江中下游永兴洞三支石笋(其中YX230为本文数据,18个Th年龄和306组氧碳同位素数据),重建了近1200年的季风演化序列(简称YX)。该序列显示在280～800 A.D.、800～1400 A.D.和1400～1850 A.D.三个时段内的季风强度呈弱-强-弱的演变特征,分别对应于黑暗时代冷期(Dark Ages Cold Period,简称DACP,400～800 A.D.),中世纪暖期(Medieval Warm Period,简称MWP,800～1300 A.D.)和小冰期(Little Ice Age,简称LIA,1300～1800 A.D.)3个典型气候期。LS45、YX记录显示近2000年来东亚夏季风强度总体呈减弱趋势,并叠加数次百年尺度的振荡旋回。其中,DACP和LIA并非是持续几个世纪的弱季风时期,其内部存在明显的数十年尺度强弱波动。在DACP向MWP转变期间,δO值快速负偏,持续时间约40～50年,变化幅度约0.7‰,指示夏季风快速增强。和尚洞、万象洞、Dandak洞的石笋记录以及Laguna Pallcacocha沉积物红度记录均显示了这一快速转变过程,暗示当时大尺度大气环流可能发生快速转型。进一步将中国石笋记录与太阳活动、厄尔尼诺、热带辐合带(Intertropical Convergence Zone,简称ITCZ)、大西洋海表温度和北半球温度指标记录进行对比,发现这些记录之间存在良好对应关系和相似特征,表明百年尺度季风变化可能与太阳活动、ENSO、大西洋多年代际震荡(Atlantic Multidecadal Oscillation,简称AMO)和ITCZ变化密切相关。因此,本文推测ENSO和AMO可能是太阳活动影响亚洲季风变化的关键因子。石笋YX230δO、δC记录与Palmyra珊瑚记录在年代际尺度上具有高度的相似性,功率谱分析也显示石笋记录与ENSO记录有相似的周期性变化,综合以上研究表明长江中下游石笋δO记录在年代际尺度上具备重建ENSO活动演化的特征,这一点也得到了长江中下游地区梅雨锋强度指标的证明。长江中下游地区东亚夏季风的变化在不同时间尺度上与ENSO活动相关,年代际尺度上,EASM-ENSO显著相关的时期,ENSO相关的环流异常表现为东亚/太平洋(East Asia/Pacific,简称EAP)遥相关型,与北太平洋西部上空降雨异常的增强(抑制)与西风急流的南北向位移有关。同时也受到ENSO和PDO的驱动,表明长江中下游降水季节性显著受到海洋-大气相关作用的影响。ENSO和PDO主要是通过西太平洋副热带高压(Western Pacific Subtropical High,简称WPSH)位置和强度的调节影响东亚夏季风强度。

关键词：中世纪暖期季风气候突变石笋 ENSO 东亚季风长江中下游

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