Global and Planetary Change：全新世我國南北方存在500年準周期不同步的季風降水變化過程

2020-10-22 中科院地質地球所

徐德克等-GPC：全新世我國南北方存在500年準周期不同步的季風降水變化過程

近百年來我國季風區降水，正在經歷由1970年代之前的「北澇南旱」過渡為1970年代之後的「南澇北旱」氣候狀態，已對我國的社會、經濟和農業產生了深遠的影響。然而，現今的我國季風區降水的演化格局，是在地質歷史時期的長期演化的背景下形成的。由於自然氣候系統的複雜性和模擬預估的不確定性，以及人類器測溫度記錄也僅有近百年的歷史，因此要客觀地認識百年來季風氣候變化的過程和規律，需要從更長時間尺度的自然氣候變化歷史中去了解：近萬年來的東亞季風變化，是否受到千-百年尺度自然周期影響？今天的南旱北澇或者北旱南澇的氣候格局演變，是否疊加了自然周期的氣候過程？

中國科學院地質與地球物理研究所古生態學科組徐德克副研究員與國內同行合作，選取了我國東部季風區高精度定年和高解析度的古氣候記錄：一條為東北瑪珥湖年紋層花粉記錄，另一條為長江中遊地區洞穴石筍磁性礦物記錄。分析發現東北地區和長江中遊地區存在不同步的千、百年季風降水變化（圖1）。東北地區孢粉記錄反映9260年以來周邊植物花粉種類的變化，揭示出適應強夏季風降水存在千年尺度以和500年準周期性變化（圖2，圖3）：在千年尺度上，夏季風降水強盛期出現在～7000-5500 cal yr BP，減弱期出現在～1400-300 cal yr BP；在500年周期上，降水強盛期先後出現在～8630-8370, ～8080-7820, ～7550-7280 cal yr BP等時段（圖2，圖3）。另外，石筍磁性礦物記錄揭示出8580年以來長江中遊地區的季風降水變化，在千年尺度上，季風降水減弱期出現在～7000–5500 cal yr BP，強盛期出現在～1400–300 cal yr BP；在500年周期上，降水強盛期先後出現在～8560-8320, ～8070-7820, ～7570-7090 cal yr BP等時段（圖2，圖3）。在千年尺度變化過程上，兩個地區存在明顯反向變化模式，而在500年周期相位上，長江中遊地區滯後東北地區約幾十年到200年之間。我國南北方降水千-百年尺度不同步的現象與低緯度地區厄爾尼諾南方濤動的的頻率密切相關。

圖1小龍灣與和尚洞位置圖

圖2小龍灣櫟屬花粉與和尚洞磁性礦物記錄

圖3 小龍灣和和尚洞時間序列分析對比結果（a）帶通濾波（b）小波交叉譜在500年周期上，東北地區降水強盛期先後出現在～8630-8370, ～8080-7820, ～7550-7280, ～6990-6640, ～6380-6130, ～5940-5780, ～5590-5340, ～5080–4790, ～4520-4260, ～4000-3750, ～3510-3280, ～3030-2800, ～2570-2330, ～2080-1830, ～1580-1350, ～1110–870, ～620–360 cal yr BP 和～ 90 cal yr BP - ～2005 CE；長江中遊地區降水強盛期先後出現在～8560-8320, ～8070-7820, ～7570-7090, ～6850-6580, ～6340-6080, ～5870-5630, ～5410-5170, ～4930-4690, ～4470-4220, ～4000-3620, ～3380-3130, ～2890-2650, ～2400-2160, ～1930-1720, ～1510-1290, ～1050–820 和～ 560–330 cal yr BP

需要注意的是我國南北方500年氣候周期，是疊加在全新世氣候總體變化趨勢上的（圖2）。根據全新世總體趨勢和500年自然氣候周期的背景下，未來200年東北地區將終結200年的暖溼氣候條件，而長江中遊地區將迎來更加豐沛的季風降水。

研究成果發表於Global and Planetary Change。（徐德克*,呂厚遠*,儲國強、沈才明,李豐江,伍婧,旺羅,李浩,餘英浩,金映豫,吳乃琴.Asynchronous 500-year summer monsoon rainfallcycles between Northeast and Central China during the Holocene[J]. Global and Planetary Change, 2020, 195: 103324. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2020.103324.）本研究得到科技部國家重點研發計劃、中科院戰略性先導科技專項（A類和B類）、國家自然科學基金和雲南省高端人才項目共同資助。

校對：陶琴

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