...學者重建25萬年以來我國青藏高原東北部及西北乾旱區降水變化歷史

2021-01-15 澎湃新聞
蘭州大學學者重建25萬年以來我國青藏高原東北部及西北乾旱區降水變化歷史

2020-04-29 10:11 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

近日，蘭州大學李國強教授研究組在我國青藏高原及西北乾旱區過去氣候變化模式及驅動機制研究取得最新研究成果，研究組重建了25萬年以來我國青藏高原東北部及西北乾旱區降水變化歷史，探討了低緯度季風及中緯度西風氣候變化對我國不同區域降水及環境變化的影響機制。該研究通過長期系統野外採樣及實驗室工作，建立了整個中亞乾旱區及青藏高原時間跨度最長、年代最為準確、解析度最高的黃土釋光年齡標尺，重建的25萬年以來中亞天山及青藏高原西北降水變化，釐清了不同時間尺度中亞西風區及東亞季風降水變化的相位關係；該研究提出的地球高緯冰量和太陽輻射在冰期-間冰期旋迴尺度及間冰期內部時間尺度對中亞-東亞氣候變化的不同驅動過程認識，為理解具有不同變化周期的北半球夏季太陽輻射及地球高緯冰量變化如何驅動季風-西風氣候變化提供了新的認識，豐富了經典的米蘭科維奇天文驅動理論。

研究組對西風區天山及季風邊緣區青藏高原東北部的黃土沉積記錄開展了系統高密度釋光測年（圖1），基於420個釋光年齡建立了25萬年以來天山及青藏高原東北部黃土氣候記錄高解析度年齡標尺。結合古氣候代用指標及模擬分析，發現中亞-東亞地區冰期-間冰期旋迴尺度一致表現為冰期乾旱-間冰期溼潤的氣候模式，間冰期內部中亞西風區及東亞季風區降水錶現出近反相位的變化模式，但不同區域末次間冰期內部均存在21 ka變化周期（圖2，圖3）；中亞西風區降水隨北半球夏季太陽輻射反相位變化，而東亞季風區降水隨北半球夏季太陽輻射同相位變化但滯後北半球夏季太陽輻射2-6 ka。提出冰期-間冰期旋迴尺度冰量-溫度變化控制的大氣溼度變化影響著全球不同區域降水同步變化，只有進入間冰期，冰量減少-溫度升高，西風及季風不同環流系統才成為控制中亞-東亞地區降水的主控因素。軌道太陽輻射驅動引起的西風與東亞夏季風強度反相位變化，是導致間冰期內部中亞與東亞降水不同步變化的根本原因。高緯冰量在間冰期內部通過影響大氣溼度以及中緯度西風強度進而影響中亞及東亞地區降水變化。

該研究4月22日在線發表於地學知名期刊Quaternary Science reviews (地學一區,Top)的文章「Paleoclimatic changes and modulation of East Asian summer monsoon by high-latitude forcing over the last 130,000 years as revealed by independently dated loess-paleosol sequences on the NE Tibetan Plateau」（青藏高原東北部黃土高密度釋光測年揭示的冰量對東亞夏季風降水變化的調控研究）為本項研究的最新成果。該項研究部分成果2020年1月以「Differential ice volume and orbital modulation of Quaternary moisture patterns between Central and East Asia」（冰量和軌道調控的第四紀中緯度亞洲降水模態變化）為題發表於地學知名期刊Earth and Planetary Science Letters (地學一區,Top, Nature index)。陳發虎院士團隊李國強教授為以上研究論文的第一作者和第一通訊作者，蘭州大學為以上論文第一完成單位。

圖1. 西風區中亞天山及東亞季風邊緣區青藏高原東北部黃土氣候記錄研究點分布圖

圖2. 中亞西風區及東亞季風區240 ka以來降水及有效溼度變化重建結果對比

圖3. 末次間冰期及現代間冰期內部東亞季風區及中亞西風區降水及有效溼度變化相位關係

本項研究先後持續近十年時間，中科院青藏高原研究所、中國科學院大氣物理研究所、南京大學、瑞典烏普薩拉大學、澳大利亞昆士蘭大學、中科院青海鹽湖研究所、湖南師範大學、浙江師範大學、西北師範大學、甘肅省治沙研究所等多家單位海內外學者共同參與了本研究不同階段工作。先後受到國家自然科學基金面上項目、基金委重大項目及第二次青藏高原科學考察項目等資助。

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