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十博体育官网等在东亚季风多尺度演变过程与机理方面取得新认识
2015-10-20| 编辑: | 【 】【打印】【关闭

  

  作为亚洲季风气候系统的关键组成部分,东亚季风对东亚地区环境演变有着重要的驱动作用。已有海洋、黄土、石笋等古气候记录表明,东亚季风具有百年-构造的多时间尺度变化特征,并且主要受到全球冰量、太阳辐射以及北半球高纬气候的综合影响。然而,目前古气候代用指标中冰期-间冰期、轨道以及千年时间尺度分量的相对贡献率并不清楚。 

  十博体育官网的李颖博士与其合作者对最近260kyr中国黄土高原古浪黄土粒度以及葫芦洞、三宝洞石笋氧同位素记录进行了频谱分析以及经验模态分解(EMD),计算了东亚季风不同时间尺度分量的相对贡献率,并评估了东亚冬、夏季风变化在千年尺度上的相似性。 

  对黄土粒度以及石笋氧同位素数据序列进行频谱分析,发现黄土粒度存在明显的~100~41以及~23kyr周期,证实了东亚冬季风与冰量、轨道驱动的动力联系。此外,频谱结果中还存在一系列7-53-1kyr的千年周期信号,这与高纬海洋、冰芯等记录的Heinrich (6kyr)以及DO旋回(~1.5kyr)事件尺度一致。石笋氧同位素的岁差周期显著,缺失明显的~100~41kyr周期信号,揭示了太阳辐射对东亚夏季风变化的主导作用。在千年尺度上石笋表现出与黄土相似的周期信号。 

通过对两指标序列进行EMD分解以及方差贡献率计算,发现东亚冬季风冰期-间冰期和轨道尺度分量贡献率分别为32%40%,千年尺度分量贡献率为13%。而东亚夏季风岁差分量贡献率高达59%,千年尺度信号贡献率为17%。分别将两指标的千年尺度分量相加重建东亚冬、夏季风在过去两个冰期旋回的快速波动变化,发现黄土和石笋指示的快速气候事件发生时间及持续时段均高度一致。同时,新仙女木事件以及Heinrich事件发生时期出现了明显的粒度变粗以及同位素变重信号,且粒度、石笋的千年尺度波动在冰期、间冰期表现出明显的持续时间和幅值差异。由此作者认为,东亚冬、夏季风的千年尺度快速波动受到相似因子的驱动,该因子与北半球高纬冰量调控有关。该研究成果发表在Climate of the Past (Ying Li, Ninghu Su, Lianji Liang, Long Ma, Yan Yan, and Youbin Sun, 2015, Multiscale monsoon variability during the last two climatic cycles revealed by spectral signals in Chinese loess and speleothem records, Climate of the Past, 11, 1067-1075. Doi: 10.5194/cp-11-1067-2015)

 

  1. 黄土粒度(上)与石笋氧同位素(下)IMF分量及相应的频谱结果。黑色数字指示主导周期,虚线为90%置信线。 

 

  2. 过去两个冰期旋回古浪黄土粒度(蓝色)、CHILMOMOS中值粒径(绿色;Yang and Ding, 2014)和三宝/葫芦洞石笋氧同位素(紫色;Wang et al., 2008, Cheng et al., 2009)千年尺度变化曲线。天蓝色虚线指示YDHeirich事件,灰色条状指示间冰期时段。黑色数字表示在三个记录中对应完好的气候快速波动事件。 


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