14-15世纪东南亚严重干旱在华南陆地地区的表现与意义

Dendroclimatology and speleothem records reveal a severe drought happened during 14th-15th centuries near the end of the Mediaeval Warm Period over Southeast Asian, which is also clearly recorded in Qinling-Bashan Mountain Ranges in Central China. The forcing mechanisms of this event, however, is still under debate. Understanding whether this event is documented by continental records from South China may provide key clues for the forcing mechanisms of this event. In this project, stable oxygen and carbon isotopes and trace metals in speleothems from the east Nanling Mountain Range would be used for high-resolution (annual to decadal) reconstruction of paleoclimate and paleoenvironment in continental South China since the Mediaeval Warm Period after the speleothems are precisely dated with 230Th dating method, in order to investigate climatic extremes in continental South China since the Mediaeval Warm Period with duration from several years to several decades, their changes and influencing factors and forcing mechanisms, and association with climatic and environmental backgrounds. In particular, the severe drought happened during 14th-15th centuries over Southeast Asia and the mountain ranges in Central China would be studied to investigate its presentation in continental South China and implications for the forcing mechanisms of this event. The results of this research may be used to cope scientifically with climatic extremes anticipated in continental South China under global warming in the future.

树轮和洞穴沉积记录显示在中世纪暖期快结束时,即14-15世纪在东南亚地区发生过一次严重的干旱事件，该事件在我国中部山地也有显著表现。有关该事件的影响因素与控制机制目前存在两种观点。对这一事件在华南地区陆地沉积中的表现进行调查和分析研究可能为分析该事件的驱动机制提供重要线索。本项目在对采集于南岭东部山地岩溶洞穴的次生碳酸盐沉积(石笋)进行精确的230Th年代测定的基础上，应用洞穴沉积氧碳稳定同位素和微量元素对中世纪温暖期以来华南陆地古气候环境变化进行高分辨率(年际-年代际)重建，对短时间尺度(数年至数十年)极端气候环境事件的发生和变化规律、影响因素与控制机制及与气候环境背景的关系进行分析，尤其是对14-15世纪东南亚和我国中部山地的严重干旱事件在华南陆地沉积中的表现及驱动机制进行研究。本项目的研究结果可以为制定在未来全球升温背景下或可能出现的极端气候异常时期华南地区的应对策略提供科学依据。

包括树轮和洞穴沉积在内的多种地质记录显示距今600年前后在东亚和东南亚地区发生过一次严重的干旱事件，这一事件在我国中部地区也有显著表现，但有关该事件的影响因素与控制机制还存在争议。在本项研究中，应用采集于南岭东部山地岩溶洞穴的次生碳酸盐沉积(石笋)，首先对这些石笋样品进行了精确的230Th年代测定；在此基础上进一步对石笋样品进行氧-碳稳定同位素和微量元素分析；同时对洞穴微气候环境及洞穴滴水相关环境指标进行了为期两年的监测。目前为止本研究获得以下主要结果：（1）通过将石笋氧同位素与其它独立获得的区域气候变化记录进行对比分析，石笋氧同位素与我国南方旱涝指数具有较好的相关关系，石笋氧同位素偏负的值与旱涝指数指示的较湿润气候阶段相对应，偏正的值与较干旱的气候阶段对应。这反映至少在这一地区石笋氧同位素与区域降水变化密切相关。（2）这些南岭东部山地的石笋氧同位素在距今600年前后并没有显示出显著的偏正现象，与我国中部地区的石笋氧同位素表现显著不同。这说明约600年前后的严重干旱事件只是在我国中部地区表现强烈，在华南地区表现并不明显。因此，这一事件的成因可能并不是之前的有些学者所说的与太阳辐射有关的全球降温所致；相反，可能与赤道太平洋地区的海水表层温度变化引发的El Nino事件有关。本研究的主要科学意义：首先是揭示华南地区的石笋氧同位素可能还是主要指示了区域降水变化，尽管这一问题目前在国内外引起了广泛争议；其次，反应了我国降水变化（尤其是季风区降水变化）在短时间尺度上可能与低纬度地区海水表层温度变化紧密相关，低纬地区海表水温变化可能是造成我国极端降水变化的重要因素之一。