全新世亚洲季风与太阳活动的多尺度非线性诊断和统计-动力预测

科学问题：不同周期（调频波动）的太阳活动是如何驱动不同时间尺度的全新世气候变化？不同周期的太阳活动、地球轨道运动是否存在可以对印度洋季风和东亚季风活动进行调幅波动胁迫的动力机制？全新世气候变化不同时间尺度的周期事件除了由同频率的太阳活动、地球轨道运动所驱动外还有哪些可能的、尚未被我们所认识的驱动因素（如某些合力）？通过EMD分量的调幅分析，争取发现1-2个影响全新世气候变化的轨道周期运动的叠加效应或不同时间尺度的太阳活动的调幅波；通过多波叠加机制的大规模的数学模拟实验，争取发现1-2个影响全新世气候变化的轨道运动或不同时间尺度的太阳活动的混频驱动力；系统地开展具有创新性的全新世亚洲季风变化的多尺度预测。多尺度分析技术所能提供的研究混频胁迫机制与调幅波动胁迫机制将极大地拓展对太阳活动与印度洋季风、东亚季风关系研究的传统方法，并将提出崭新的动力学机制。

在该项目的资助下，本项目组自2011年8月起就按计划系统开展了以下的研究 不同周期的太阳活动是否存在可以对东亚季风活动进行调幅波动胁迫的动力机制？全新世气候变化不同时间尺度的周期事件除了由同频率的太阳活动、地球轨道运动所驱动外还有哪些可能的、尚未被我们所认识的驱动因素（如某些合力）？本项目研究通过EMD分量的调幅分析，发现3个影响全新世气候变化的轨道周期运动的不同时间尺度的太阳活动的调幅波,并在 EMD分析的基础上开展了反演统计-动力建模和预测。本项目(1)对董哥洞石笋相关的18O、114C 和 10Be世界序列进行EMD多尺度分析和调幅波分析，研究首次揭示了，全新世东亚季风的30年、60年和600年的波动分别是受到太阳辐射的100年、200年和2200年波动的调幅控制，即100年、200、2200年周期的太阳辐射的振幅变化里分别含有30年、60年和600年的周期。这为传统进行波动频率分析东亚季风成因开辟了新方向。该成果以及在国外的SCI期刊Nonlin. Proce. Geophys.上发表。(2)为了探求太阳辐射和高纬地区温度对东亚季风的驱动机理，用动力反演的方法建立了东亚季风的动力方程。为东亚季风的驱动机制研究提供了一种新的方法。结果表明东亚季风是由自身强度和南极温度以及太阳辐射量共同驱动的复杂非线性动力系统。太阳辐射是驱动东亚季风的最重要驱动力，驱动贡献至少达到67.57％；南极温度次之，其驱动贡献达到21.58％，格陵兰温度对东亚季风的驱动不起作用。太阳辐射量的增加，会驱使东亚季风增强。南极温度存在一个阈值，在阈值两侧，对东亚季风具有不同的驱动机制。本项目已经完成相关的研究计划。该成果已经于2012年11月被《第四纪研究》正式录用。