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闽西仙云洞高分辨率石笋记录的中全新世东亚夏季风演化特征

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闽西仙云洞高分辨率石笋记录的中全新世东亚夏季风演化特征

作者：卢淑娴福建师范大学

学位级别：硕士

东亚夏季风（East Asian Summer Monsoon,EASM）是亚洲季风系统最重要的组成部分之一。亚热带地区的中全新世气候,是东亚季风区全新世演化中的重要一环,研究该时段季风演化的详细特征,对理解气候演变的潜在机制和评估未来气候变化至关... 详细信息

东亚夏季风（East Asian Summer Monsoon,EASM）是亚洲季风系统最重要的组成部分之一。亚热带地区的中全新世气候,是东亚季风区全新世演化中的重要一环,研究该时段季风演化的详细特征,对理解气候演变的潜在机制和评估未来气候变化至关重要。研究表明,中全新世存在多个百年尺度的气候突变事件,如―6.3 ka‖和―5.5ka‖事件。然而,受不同气候代用资料的时空覆盖度、年代学精度、时间分辨率以及气候学意义差异等因素限制,现有记录对该区百年-年代际尺度季风演变的详细刻画还有待深入。石笋具有U-Th定年准确和高分辨率等优点,被广泛应用于古气候重建,特别是全新世气候突变事件的研究。然而,中全新世已有的石笋记录主要集中在中国中部和西南部,而东南部的石笋记录较少。本文以福建省西部仙云洞的2支石笋（编号为CXY1708和XYⅢ-33）为主要研究对象,采用Th定年和碳氧同位素分析方法,利用线性内插法,建立了6.70～4.53ka BP时段平均分辨率约3 a的氧同位素序列。XYⅢ-33石笋δo变化范围在-8.83‰～-7.32‰之间波动,变化幅度为1.51‰,该记录呈现出显著的百年-年代际尺度振荡特征,δo值在约6.3、5.9、5.3、4.8 ka BP时段显著偏正,指示若干百年尺度的弱季风事件,这些事件在亚洲季风区其他石笋记录中也有体现。XYⅢ-33石笋δo记录在6.5～6.2 ka BP时段大幅正偏,准确记录到了福建地区此时段内发生的一次显著的弱季风事件,即―6.3 ka‖事件,该事件起止时间约6.53～6.22 ka BP,振幅约0.66‰,内部存在多个年代际尺度的次一级波动,总体呈现出―缓慢开始,快速结束‖的变化过程。6.1～5.0 ka BP时段,仙云洞石笋δo记录存在两个明显谷值,指示两个弱季风事件,幅度均为0.74‰,其中,―5.9 ka‖弱季风事件起止时间为5.92～5.70 ka BP,呈现出―快速开始,缓慢结束‖的特征,由于年代学精度和样品分辨率,仙云洞记录与亚洲季风区其他石笋记录的对比存在差异;―5.3ka‖事件发生在5.37～5.26 ka BP,在年代误差内与其他石笋记录具有较好的一致性。通过与其他地区的记录对比,本研究发现仙云洞石笋δo序列与太阳总辐照度、赤道东太平洋海温、ENSo记录具有较好的对比性,同时,功率谱分析结果也显示存在显著的太阳活动周期,说明福建地区中全新世百年-年代际尺度季风变化主要受到太阳活动和海气过程(El Ni（?）o等)的共同影响。此外,本文通过仙云洞石笋δo重建出的高分辨率东亚夏季风记录,根据季风演变特征对该区域壳丘头文化和昙石山下层文化的发展（生活习性、人口流动和聚落选址的变化）提供气候背景参考。中全新世相对温暖的气候条件和东南沿海的地理位置使得该区域先民形成以采集和渔猎为主的经济形态,较好的海洋适应性可能有效减少了弱季风事件的负面影响,因而并未造成区域文化的断层。

关键词：中全新世福建石笋δ18o 东亚夏季风弱季风事件气候与文化

MIS 6-5e期万象洞石笋记录的亚洲夏季风演化特征及驱动机制

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MIS 6-5e期万象洞石笋记录的亚洲夏季风演化特征及驱动机制

作者：王鹏兰州大学

学位级别：硕士

随着社会的发展和工业化的推进,全球变暖已经成为全人类必须面对的问题,地球温室效应加剧、极端气候事件频发,严重影响着人们的生存与发展。目前正处于现代间冰期,探讨过去几次间冰期气候的变化及影响因素是预测未来气候变化的基础。末... 详细信息

随着社会的发展和工业化的推进,全球变暖已经成为全人类必须面对的问题,地球温室效应加剧、极端气候事件频发,严重影响着人们的生存与发展。目前正处于现代间冰期,探讨过去几次间冰期气候的变化及影响因素是预测未来气候变化的基础。末次间冰期包含了与现在相似的暖期气候变化信息,然而对末次间冰期气候变化的特征和影响还没有达成共识。本文将时间扩展至倒数第二次冰消期,探究冰期-间冰期气候变迁模式、影响因素。冰期-间冰期之间的循环主要是受到太阳活动的驱动,而内部千年尺度的气候波动则是受到地球内部作用的影响。东亚夏季风(EASM)在全球大气热力学中起着重要作用,相关的降水量直接影响着世界上人口最稠密地区东亚的社会经济发展,我国大部分地区都受到亚洲夏季风的影响,季风带来的降水也会影响农业发展和社会稳定。洞穴石笋由于定年准确、分辨率高、分布广泛、连续沉积等优点,被广泛用于古气候的重建,对洞穴石笋δo指标的不断研究,大大拓宽了我们对亚洲季风从轨道尺度到年代际变化的认识。本文利用亚洲夏季风边缘区武都万象洞石笋WXZ05-12的3个U-Th年代数据和644个δo、δC稳定同位素记录,重建了132.9ka B.P.-126.9ka B.P.(MIS6-5e)期高分辨率、高精度的亚洲夏季风千年-百年尺度的变迁序列。通过研究,最终得出亚洲夏季风的演化规律及影响因素:1.通过与中国北方的上晓峰洞、葫芦洞、兴隆洞以及南方的三宝洞、董哥洞、羊口洞和小白龙洞石笋进行对比,发现亚洲季风中国区的石笋δo在这一时期的变化具有良好的一致性,在千年-百年尺度上存在季风波动的重现性,说明万象洞石笋WXZ05-12是该时期亚洲夏季风变迁的可靠指标。碳氧同位素在千年-百年尺度上呈现出高度的正相关性,即碳、氧同位素在千年-百年尺度上强耦合,表明在MIS 6-5e期碳、氧同位素能共同反映亚洲夏季风的变迁。2.将万象洞石笋δo记录与北半球不同纬度地区的气候替代指标数据进行对比发现,在整个MIS 6-5e期间,亚洲夏季风的千年-百年尺度季风事件在北半球高、中、低纬度的气候指标中均有响应,说明北半球高、中、低纬度的气候事件在千年-百年尺度的遥相关关系依然存在。此外,将万象洞石笋与南半球不同纬度的气候记录对比,季风波动事件在南半球的气候记录中也都能找到与之相匹配的反相位的气候事件,说明在千年-百年时间尺度上,南北半球的气候的“跷跷板”效应依旧存在。3.对石笋碳氧同位素进行功率谱分析发现MIS 6-5e期亚洲季风主要受控于太阳活动的驱动,将万象洞石笋δo与北大西洋冰筏碎屑事件、南极洲温度、北半球温度以及ITCZ位置的对比,发现在倒数第二次冰消期与末次间冰期的过渡时期,随着北半球夏季太阳辐射的增强,亚洲夏季风也随之增强。千年-百年尺度上的气候波动主要受到ITCZ的影响,ITCZ偏北时亚洲季风强度增强,反之亦然。同时ITCZ影响区域的亚洲季风区中国石笋洞穴石笋δo值在倒数第二次冰消期和末次间冰期过渡期时发生突变,而没有受到ITCZ影响的北方洞穴石笋δo则表现为渐变。北半球夏季太阳辐射增强导致的北大西洋海冰融化,冰筏碎屑增多,大量淡水注入使AMoC活动的强度降低,大洋循环和大气循环发生变化进而影响亚洲夏季风强度;南半球的气候变化通过影响全球范围内的大气和大洋环流在一定程度上对亚洲夏季风强度产生影响,海因里希事件11开始阶段AMoC活动减弱,西风带和ITCZ南移,亚洲季风减弱,反之亦然。

关键词：万象洞石笋δ18o 亚洲夏季风倒数第二次冰消期气候动力学

高分辨率石笋记录的近700年来滇西南夏季风降水变化

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第四纪研究 2021年第2期41卷 398-410页

作者：陈越王欢刘宏王芳李苗发程海马志邦蔡炳贵肖举乐福建师范大学地理科学学院福建福州350007 福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福建福州350007 昆山震川高级中学江苏苏州215300 云南大学国际喀斯特联合研究中心云南昆明650223 福建师范大学地理研究所福建福州350007 西安交通大学全球环境变化研究院陕西西安710054 明尼苏达大学地球科学系明尼苏达州明尼阿波利斯55455 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院新生代地质与环境重点实验室北京100029

基于云南西南部司岗里洞一支长约168 mm石笋(编号SGL1)的7个230Th年龄和325个δ^(18)o数据,建立了1322~1605 A.D.和1700~1927 A.D.时段平均分辨率达2 a的夏季风降水演化序列。该序列显示存在百年尺度的δ^(18)o偏正阶段,即1322~1605 A.D... 详细信息

基于云南西南部司岗里洞一支长约168 mm石笋(编号SGL1)的7个230Th年龄和325个δ^(18)o数据,建立了1322~1605 A.D.和1700~1927 A.D.时段平均分辨率达2 a的夏季风降水演化序列。该序列显示存在百年尺度的δ^(18)o偏正阶段,即1322~1605 A.D.和1700~1927 A.D.时段,指示当时夏季风降水持续减少,这与印度季风区石笋所记录的结果一致,但区别于东亚季风区石笋记录的小冰期后期(1700~1900 A.D.)季风逐渐增强的特征,表明小冰期后半段亚洲季风区石笋记录的区域干湿变化空间差异显著。显著的多年代际振荡是SGL1石笋序列最为突出的特征,在石笋生长稳定的1322~1540 A.D.时段,高分辨率氧同位素序列记录到9个持续时间约10~20 a、平均振幅达1.4‰的干旱事件,这些年代际尺度干旱事件在东南半岛及南亚地区的高分辨率记录中均有不同程度的体现。SGL1石笋氧同位素序列与太阳总辐照度记录呈显著的正相关关系,说明太阳活动可能是小冰期季风气候百年尺度变化的主要驱动因子,但二者呈负耦合关系,即太阳辐射增强(减弱),对应区域季风降水减少(增多)。小冰期早期(1322~1540 A.D.),SGL1石笋记录的年代际干旱事件与太平洋年代际振荡(PDo)暖相位和大西洋多年代际振荡(AMo)冷相位相对应,其显著的15 a、24 a和56 a周期也类似于PDo的主导周期,说明该区多年代际气候变化主要受PDo调控;功率谱分析结果还显示SGL1序列具有显著的2.6~3.2 a和6 a周期,暗示该时期区域年际尺度气候变化可能受ENSo和(或)印度洋偶极子(IoD)的影响。

关键词：石笋δ18o 高分辨率印度夏季风小冰期云南西南部

近千年气候格局的环流背景:ENSo态的不确定性分析与再重建

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中国科学：地球科学 2016年第5期46卷 657-673页

作者：谭明中国科学院新生代地质与环境重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

全球增温在最近10余年是否停滞这个问题,引起了包括IPCC的广大气候研究科学共同体的关注.一些作者将停滞归因于气候系统内部变动即海气环流的重组,由此对近千年气候变化的环流背景重建提出了更高要求.然而,综观对近千年海洋-大气环流变... 详细信息

全球增温在最近10余年是否停滞这个问题,引起了包括IPCC的广大气候研究科学共同体的关注.一些作者将停滞归因于气候系统内部变动即海气环流的重组,由此对近千年气候变化的环流背景重建提出了更高要求.然而,综观对近千年海洋-大气环流变化的分析及其与区域气候格局关系的结论,各家众说纷纭,以致矛盾重重,给区域乃至全球气候变化认识带来很大的不确定性.另一方面,近10年来高精度U-Th定年的石笋氧同位素比值(δ^(18)o)序列为中晚更新世古气候研究提供了较为精确的年代框架,其间中国作者无一例外将中国石笋δ^(18)o作夏季风指标解释,这种解释反映在气候学家的应用和模型中就成了降水要素.但事实是,所有这些记录在低频趋势变化上具有很大的共同性,而多数序列不能被器测降水记录所校准,这样就更增加了中国区域乃至全球气候研究架构的不确定性.因此,尽早厘清矛盾的由来,并降低研究中的不确定性,是当今气候科学必须做的一件事情.本文在分析证明中国季风区石笋δ^(18)o意义的基础上,尝试提出一个新的环流代用指标:集成中国石笋δ^(18)o序列重建近千年热带太平洋纬向海温梯度即大尺度ENSo态,进而推测现代与中世纪虽然同为暖期,却出现了不同的环流重组,这个推论可以得到更长的末次盛冰期以来记录的支持.换言之,中国石笋δ^(18)o低频趋势大区域一致的归因分析表明,ENSo态从不同时间尺度(从年际到百年以至更长尺度)控制了中国季风区气候变化,而其中重要的环流桥梁是西太副高,即西太副高本身除了年际、年代际变化以外,还具有更长时间尺度的环流模态.比如,我们可以讨论西太副高在整个全新世即半个岁差的变化.这些讨论也许不仅仅对于古气候,而且对于现代气候研究也不无意义.

关键词：近千年 ENSo 环流背景气候格局西太副高石笋δ18o 环流重组

信风驱动的中国季风区石笋δ^(18)o与大尺度温度场负耦合——从年代际变率到岁差周期的环流效应(纪念GNIP建网50周年暨葫芦洞石笋末次冰期记录发表10周年)

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第四纪研究 2011年第6期31卷 1086-1097页

作者：谭明中国第四纪科学研究会高分辨率气候记录专业委员会北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室北京100029

中国季风区很多单点石笋氧同位素记录与集成的大区域温度场在长时间尺度上呈负耦合变化模式。通过理论计算和观测记录校准分析,温度效应和雨量效应均不能加以解释。从环流效应角度分析,发现信风张弛既控制了中国季风区石笋δ^(18)o的主... 详细信息

中国季风区很多单点石笋氧同位素记录与集成的大区域温度场在长时间尺度上呈负耦合变化模式。通过理论计算和观测记录校准分析,温度效应和雨量效应均不能加以解释。从环流效应角度分析,发现信风张弛既控制了中国季风区石笋δ^(18)o的主要变化趋势,也决定了西太平洋暖池的温度高低和面积大小,而后者在很大程度上影响着全球温度的走向,因此可确认,二者的负耦合是信风决定的"一因二果"。进而分析了中国季风区石笋δ^(18)o短尺度环流效应响应于ENSo循环的机理,并在此基础上,借助模式结果,将环流效应概念推广到轨道尺度,由此获得中国季风区石笋δ^(18)o序列缺失偏心率周期等问题的初步解答。

关键词：信风环流效应温度场石笋δ18o 中国季风区岁差

MIS 5a/5b时期亚洲夏季风变化的高分辨率石笋记录

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中国岩溶 2017年第2期36卷 162-170页

作者：张涛涛李廷勇韩立银程海李俊云赵鑫周菁俐西南大学地理科学学院岩溶环境学重庆重点实验室重庆400715 国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外研究基地重庆408435 中国地质科学院岩溶地质研究所、国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室广西桂林541004 西安交通大学全球环境变化研究院西安710054

由于深海氧同位素阶段5时期(Marine Isotope Stage 5,MIS 5)高分辨率的亚洲夏季风记录较少,限制了对该时期亚洲夏季风变化的认识。本文利用重庆金佛山羊口洞石笋的δ^(18)o记录,重建了MIS 5a/5b时期平均分辨率为38年的亚洲夏季风演变历... 详细信息

由于深海氧同位素阶段5时期(Marine Isotope Stage 5,MIS 5)高分辨率的亚洲夏季风记录较少,限制了对该时期亚洲夏季风变化的认识。本文利用重庆金佛山羊口洞石笋的δ^(18)o记录,重建了MIS 5a/5b时期平均分辨率为38年的亚洲夏季风演变历史。发现该时段亚洲夏季风在千年—百年尺度上与北大西洋地区气候变化存在紧密联系。得益于误差小于0.4%的^(230)Th测年结果,本文标定了中国间冰阶(Chinese Interstadial,CIS)21的开始时间为84.6±0.3ka BP,CIS 22的起止时间分别为91.2±0.3ka BP和88.9±0.3ka BP。此外,羊口洞石笋记录的CIS 21和CIS 22的变化模式与格陵兰记录不同,而与南极冰芯记录呈反相对应,可能表示在此阶段亚洲夏季风受到了南半球气候变化的影响。

关键词：亚洲夏季风石笋δ18o 深海氧同位素阶段5a/5b 230Th年代南半球气候变化

MIS 5c向MIS 5b转换期亚洲夏季风的演变特征——万象洞石笋记录

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第四纪研究 2015年第6期35卷 1412-1417页

作者：王晓锋张平中周鹏超白益军程海兰州大学地质科学与矿产资源学院甘肃省西部矿产资源重点实验室兰州730000 西安交通大学全球变化研究院西安710049

根据亚洲季风边缘区武都万象洞一根长360mm石笋（WX0541A）的6个230Th年代和828个δ18o数据,建立了104107～91858a B.P.期间高分辨率和高精度亚洲夏季风变迁的时间序列.通过与中国东部季风腹地湖北三宝洞和现代西风控制区新疆科桑洞的... 详细信息

根据亚洲季风边缘区武都万象洞一根长360mm石笋（WX0541A）的6个230Th年代和828个δ18o数据,建立了104107～91858a B.P.期间高分辨率和高精度亚洲夏季风变迁的时间序列.通过与中国东部季风腹地湖北三宝洞和现代西风控制区新疆科桑洞的石笋δ18o记录对比发现,三者的变化模式在研究时段内具有相似性.其中,3个洞穴石笋同位素在MIS 5c中期相当于Greenland D/o 23暖阶段的偏负阶段,从南到北显示出逐渐偏负的趋势,是季风降水大陆效应的真实反映;而在96495～92562a B.P.之间的同位素偏重阶段,万象洞和科桑洞石笋同位素组成相近并偏正于三宝洞石笋的δ18o值,偏离了亚洲夏季风的内陆入侵规律,可能与MIS 5b太阳辐射降低时期万象洞和科桑洞地区可变的季节性降水或加入的西风降水有关.

关键词：万象洞石笋δ18o MIS 5c 亚洲季风

泰国西北部年纹层石笋记录的近1700年气候变化

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泰国西北部年纹层石笋记录的近1700年气候变化

作者：陈越福建师范大学

学位级别：硕士

亚洲夏季风降水异常引起的旱涝频繁交替对其影响地区的社会经济发展和生态系统平衡影响深远。泰国西北部所处的泰国季风区是印度季风和西北太平洋季风的交汇地带,是亚洲夏季风的重要组成部分。泰国夏季风降水变化的特征与规律研究,不仅... 详细信息

亚洲夏季风降水异常引起的旱涝频繁交替对其影响地区的社会经济发展和生态系统平衡影响深远。泰国西北部所处的泰国季风区是印度季风和西北太平洋季风的交汇地带,是亚洲夏季风的重要组成部分。泰国夏季风降水变化的特征与规律研究,不仅有利于区域社会、环境和经济发展,还可以增进我们对于亚洲夏季风系统演化规律与机制的理解。由于该区现代器测资料的时间跨度较短,已发表的树轮和石笋研究主要聚焦过去几个世纪,长时间跨度的古气候记录甚少,特别是近2000年时段的高分辨率记录尚未见有报道,限制了对百年至年代际尺度季风降水变化及其机理的认识,该区广泛分布的洞穴石笋可以提供精确定年的高分辨率古气候记录。本文利用泰国西北部Namjang洞1支长约77 cm的文石石笋(编号NJ1202),分析了10个Th年龄、1617条年纹层和655个δo数据,建立了基于年层定年的石笋δo序列,经当地器测数据校准,重建了近1700年来(362～1331 A.D.和1365～2012 A.D.)平均分辨率为3年的夏季风降水演化序列,探讨近1700年来泰国西北部季风降水的演变特征,重点关注典型冷暖气候期季风降水百年至年代际尺度变化及其驱动机制,主要得出以下几点认识:1)NJ1202石笋δo序列显示泰国西北部近1700年来的气候模式大体呈暖湿–冷干组合,如中世纪暖期(MWP)相对湿润,黑暗时代冷期(DACP)和小冰期(LIA)相对干旱,这种数百年尺度的温湿配置特征与印度中北部、印度中东部和泰国东北部的气候记录有较好的一致性,但在较短时间(年代际至年际)尺度上则存在一定的区域差异性,这表明最近1700年来亚洲季风区降水在时空分布上既有一致变化的规律性,但也存在复杂性和多变性。2)在DACP期间(362～892 A.D.):NJ1202石笋δo序列显示该时期夏季风降水持续减少,气候呈现由湿润向干旱转变趋势,这与中国西南地区、西北季风区和长江中下游地区石笋记录的结果一致,说明DACP时百年尺度的亚洲夏季风减弱、降水持续减少现象具有广泛的区域一致性。显著的多年代际振荡是DACP时期最为突出的特征,高分辨率的石笋δo序列清晰捕捉到9个持续时间约20～40年、平均振幅达1.4‰的干旱事件(编号D1～D9),这些年代际尺度的干旱事件在亚洲季风区不同区域都得到不同程度的证实,尤其是中国西南四川地区。3)在MWP期间(892～1170 A.D.):NJ1202石笋δo序列显示该时期夏季风降水总体偏多,气候相对湿润,其内部存在两个多年代际尺度的湿润阶段和一个准百年尺度的严重干旱阶段,总体上呈现“M”型的降水/干湿振荡结构,同时显示出MWP缓慢开始而相对快速结束的特征。NJ1202石笋序列显示温暖气候背景下区域季风降水在总体增加趋势上有发生大规模连旱事件的可能性,这对于预估当前增温情景下区域降水变化具有一定的指导意义。4)在LIA期间(1170～1915 A.D.):NJ1202石笋δo序列显示该时期夏季风降水总体偏少,气候相对干旱。通过与亚洲季风区其他记录对比,提供了亚洲季风区在百年尺度上部分记录LIA时期夏季风降水减少的证据。高分辨率δo序列精细刻画了LIA内部存在两个准百年和6个数十年尺度的干旱事件(编号W1～W8),这些干旱事件在广泛区域的古气候资料中均有不同程度的体现,部分事件还与区域文明演化存在一定的关联。5)NJ1202石笋δo序列与太阳总辐照度、大西洋海表温度记录呈显著正相关关系,说明太阳活动和大西洋多年代际振荡(AMo)可能是泰国西北部近1700年来季风降水百年至年代际尺度变化的主要驱动因子;NJ1202序列的功率谱分析结果显示存在显著的太阳活动周期(550年、206年、83年、19年和9～12年),进一步支持太阳活动的驱动作用,同时显示显著的2～8年周期可能暗示该时期年际尺度的气候变化受到ENSo和(或)印度洋偶极子(IoD)调控。

关键词：石笋δ18o 年纹层夏季风降水过去2000年泰国西北部

南京地区大气降水同位素与明孝陵现代石笋沉积监测研究

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南京地区大气降水同位素与明孝陵现代石笋沉积监测研究

作者：刘建伟南京师范大学

学位级别：硕士

大气降水是自然界水循环的重要一环,为各种自然水体提供水源补给。降水稳定同位素是天然的示踪剂,降水携带的气候环境信息经过岩溶系统最终存储在石笋中。石笋作为记录古气候古环境信息的天然档案,经过人们几十年地不断钻研,其中蕴含的... 详细信息

大气降水是自然界水循环的重要一环,为各种自然水体提供水源补给。降水稳定同位素是天然的示踪剂,降水携带的气候环境信息经过岩溶系统最终存储在石笋中。石笋作为记录古气候古环境信息的天然档案,经过人们几十年地不断钻研,其中蕴含的一些气候信息已经被破译出来。石笋中提取的稳定同位素和微量元素等古气候代用指标可用来重建气候,这种方法被广泛应用于季风气候的研究,尤其是东亚季风区,并已取得重大成果。过去对石笋的研究主要集中在百年-千年时间尺度上,具有季节分辨率的石笋记录十分稀缺,而且对石笋氧同位素代用指标的古气候意义仍然存在较大争议。鉴于以上情况,本文以南京明孝陵石笋为例,基于1987年6月至1992年12月全球大气降水同位素观测网(GNIP)数据和2015年1月至2019年12月南京地区大气降水的连续采样数据,探究场降水和月降水δo变化的水汽源指示意义。本文中研究的石笋δo主要继承了大气降水δo的信息,并探讨了直接受东亚夏季风影响下南京地区降水δo变化的规律和影响因素。主要研究内容如下:1)从次生碳酸盐稳定同位素地球化学理论出发,结合亚洲季风与水汽传输以及雨带迁移的关系,分析季节尺度上东南季风区石笋氧同位素的气候指代意义。研究表明,该区石笋δo主要受控于降水的水汽源地的变化。2)利用石笋现代沉积监测,表明石笋δo能记录场降水的信号,并且明孝陵石笋δo记录每个峰谷旋回代表一年,确认了石笋记录了大气降水的信息。这种方法对现代石笋的定年难题提供了一个可行的解决手段。3)基于1987年6月至1992年12月全球大气降水同位素观测网(GNIP)数据和2015年1月至2019年12月南京地区大气降水的连续采样数据,探究场降水和月降水δo变化的水汽源指示意义。天气尺度上和月尺度上,结合后向轨迹分析得出研究地点的降水δo能够示踪降水的复合水汽源变化。结合器测记录和监测结果,对比显示了石笋δo值对大气降水δo具有很好的线性继承,波动形式和波动幅度几乎相同。明孝陵现代石笋由于生长年限比较短,传统的同位素测年方法已经不能适用。结合监测结果,可以辅助建立明孝陵石笋的高分辨率时间序列。

关键词：南京大气降水明孝陵石笋δ18o 监测