亚洲夏季风在倒数第二次冰期内波动的幅度-模式与原因

This project monitors the modern stable isotopic system in Wanxiang cave between western Loess plateau and eastern Qinghai-Tibetan Plateau, the most sensitive region interacted by Asian summer monsoon and anticyclical westerly jet and Siberian Highs in the mid-latitude Northern Hemisphere. The six crystal compacted stalagmites with higher Uranium content and lower debris Thorium content growing during Penultimate Glaciation are carried out by the absolute high accuracy of Th-230 dating (errors ~600 a) and high resolution of oxygen and carbon isotope analysis (5a). The fluctuating amplitude and pattern of the variation of Asian summer monsoon intensity in the monsoon fringe area in different glacial periods with different background orbital frames and boundary conditions were studied, differed from MIS3. We do the detailed anatomy for the structural style, precise age, duration, spectrum and transformation characteristics of sudden extremely weakening/strengthening events of Asian summer monsoon at the millennial/sub-millennial scales. Compared with the winter-dominated high/mid-latitude land and sea climatic records in the Northern Hemisphere, summer-dominated tropical sea-land records, and winter-dominated high/mid-latitude land and sea climate records in the southern hemisphere, we reveal the coupling relationship between the north and south poles through the mid-latitude winter anticyclone and the tropical summer monsoon in the north and south. In this project, the change of Asian summer monsoon intensity and the corresponding driving mechanism of global climate change are further discussed.

本项目, 主要在我国亚洲夏季风与北半球中纬度反气旋西风急流和西伯利亚高压相互作用最敏感的黄土高原西部与青藏高原东部万象洞现代洞穴稳定同位素体系研究的基础上,对生长在倒数第二次冰期内结晶致密、铀含量高而碎屑钍含量很低的6根石笋进行绝对高精度Th-230定年(误差~600 a左右)和高分辨率(5a)氧碳同位素分析, 研究与MIS3背景轨道框架和边界条件不同的冰期内亚洲夏季风强度变化在季风边缘区波动的幅度与模式, 精细解剖千年/亚千年尺度上亚洲夏季风突发性极端减弱/加强事件的结构形式、准确年代、持续时间、频谱规律和转换特点, 与北半球高/中纬度冬季主导的陆海气候记录、夏季主导的热带海陆记录、南半球高/中纬度冬季主导的陆海气候记录对比, 研究北-南两极通过南北中纬度冬季反气旋与北南热带夏季风之间的联系, 进而探讨千年-亚千年尺度上亚洲夏季风强度的变化与全球气候变化的相应与驱动机理.

本项目对生长于我国黄土高原西部与青藏高原东部万象洞中的7根石笋在室内精细采集了子样品42818个和进行了60个绝对高精度的Th-230定年和2952对氧碳同位素分析。同时以0.3mm的间隔对7根石笋进行了激光诱导击穿光谱元素扫描,获得了5901组微量元素比值(Mg/Ca、Sr/Ca和Ba/Ca)数据,多指标的揭示出倒数第二次冰期内(MIS6)千年/亚千年尺度上亚洲夏季风强度突发性极端减弱/加强事件与区域降水-水文波动在季风边缘区波动的幅度与模式。.(1)万象石笋氧碳同位素与微量元素时间序列揭示出MIS6期间亚洲夏季风在季风边缘区存在至少10个夏季风极端减弱及其造成的降水极端减少水文事件,表现为石笋氧碳同位素的同时偏正和微量元素比值的突然增加,反之亦然。说明千年尺度上季风降水与生物活性-水岩相互作用在季风边缘区存在密切的联系。.(2)与中国东南部亚洲季风强度比较发现,中国三宝石笋记录的亚洲夏季风相对减弱的千年尺度上的事件在万象洞地区表现为大幅度的季风减弱极端事件及其引起的区域降水的极端减少,而且在大部分事件内,万象石笋停止沉积。 .(3)这些极端事件的大部分与Greenland冰芯O-18记录的极端温度降低相对应,指示亚洲夏季风在季风边缘区与北半球高纬度地区气候变化的密切联系。.(4)与南半球气候波动对比发现一些以前没有认识到的特殊现象。a、在MIS6期间,万象石笋记录的极端夏季风减弱降水减少事件大部分处于南极温度下降和/或上升的过程中,并不完全处于南半球温度的极大期期间;b、这些极端减弱事件大部分对应于大气CO2的峰值和/或CO2浓度升高和/或下降过程中;c、万象记录的大部分极端减弱事件与大气CH4的峰值相对应。.(5)揭示出中国季风区内季风强度及其降水变化在倒数第二次冰期-间冰期转换期内的多样性变化模式。.这些时空多样性格局为我们重新认识大气CO2浓度与亚洲夏季风降水之间的关系、大气CH4的热带源与季风降水区湿地发育之间的关系、季风中国水汽来源的变化与西风急流相互作用的不均一性提供了可靠证据。有助于更深入理解亚洲夏季风作为南-北半球气候变化之间的桥梁作用及其联系机理。.