MIS3中晚期東亞季風(fēng)事件年代際變化特征.pdf

1、深海沉積、兩極冰芯、中國(guó)黃土和洞穴石筍等諸多氣候載體的研究表明，末次冰期氣候變化被一系列突變事件打斷。盡管末次冰期千年尺度氣候突變事件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、持續(xù)時(shí)間及發(fā)生頻率都進(jìn)行了深入研究，但是關(guān)于這些突變事件的驅(qū)動(dòng)機(jī)制還有很多爭(zhēng)議。大量南北半球的氣候記錄利用末次冰期千年尺度事件細(xì)節(jié)特征建立了兩個(gè)半球間的聯(lián)系。亞洲季風(fēng)是全球氣候系統(tǒng)的重要組成部分，是南北半球氣候變化的橋梁，因此研究末次冰期千年尺度季風(fēng)突變事件的基本特征具有重要的科學(xué)意義，比如通

2、過(guò)亞洲季風(fēng)區(qū)與南北高緯千年尺度事件的細(xì)節(jié)對(duì)比，將低緯大氣環(huán)流與南北高緯溫度變化緊密聯(lián)系起來(lái);通過(guò)對(duì)亞洲季風(fēng)演化序列進(jìn)行頻譜分析能夠探究季風(fēng)事件的發(fā)生規(guī)律和驅(qū)動(dòng)機(jī)制。
　　本文基于湖北神農(nóng)架地區(qū)永興洞一支（編號(hào)YX175）石筍8個(gè)鈾釷年齡、1950個(gè)氧碳同位素?cái)?shù)據(jù)，結(jié)合部分紋層計(jì)數(shù)重建了41.5-33.1kaBP和52.8-45.4kaBP時(shí)段平均分辨率達(dá)7a的亞洲季風(fēng)演化序列。永興洞石筍δ18O在連續(xù)時(shí)段記錄了六個(gè)千年尺度的季風(fēng)增

3、強(qiáng)事件和兩個(gè)季風(fēng)減弱事件，分別對(duì)應(yīng)于格陵蘭冰芯記錄的DO6-9、DO12-13事件以及北大西洋冰漂碎屑事件H4、H5。年代際分辨率的石筍δ18O記錄刻畫(huà)了這些千年尺度季風(fēng)突變事件的精細(xì)變化特征，主要表現(xiàn)為:DO6-8事件呈現(xiàn)類(lèi)似等腰梯形的形態(tài)，季風(fēng)快速增強(qiáng)后長(zhǎng)時(shí)間維持在較高水平，然后季風(fēng)強(qiáng)度快速減弱，這三個(gè)事件內(nèi)部識(shí)別出許多百年尺度的次級(jí)振蕩，DO事件內(nèi)部呈現(xiàn)“雙峰”與“三峰”結(jié)構(gòu);DO9事件只持續(xù)了數(shù)百年，表現(xiàn)為“等腰三角形”的單峰形

4、態(tài)，季風(fēng)快速增強(qiáng)到峰值后快速減弱;而DO12、13表現(xiàn)為不規(guī)則形態(tài)，事件內(nèi)部波動(dòng)劇烈;石筍刻畫(huà)的H4與H5事件內(nèi)部結(jié)構(gòu)都分為三個(gè)過(guò)程，季風(fēng)減弱和增強(qiáng)過(guò)程都極為快速，事件內(nèi)部又疊加了一系列季風(fēng)。
　　分別對(duì)石筍δ18O數(shù)據(jù)和Δ18O數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，識(shí)別出595a、371a、261a、219a、208a、86a、44a等強(qiáng)烈的太陽(yáng)活動(dòng)周期，說(shuō)明末次冰期亞洲季風(fēng)演化在百年-年代際尺度上與太陽(yáng)活動(dòng)有著的密切聯(lián)系。運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EM

5、D)運(yùn)算程序?qū)θペ厔?shì)后YX175石筍δ18O進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在千年尺度事件頻發(fā)時(shí)段555a的周期貢獻(xiàn)率最大，與NADW變化顯著的550a周期吻合，說(shuō)明這一時(shí)段亞洲季風(fēng)演化與NADW變化有著的密切聯(lián)系，為北大西洋淡水注入驅(qū)動(dòng)末次冰期千年事件提供有力證據(jù)，支持溫鹽環(huán)流假說(shuō)。
　　YX175石筍δ18O數(shù)據(jù)去除65°N夏季太陽(yáng)輻射后(Δδ18O)凸顯一系列千年尺度的變化，并與南極冰芯記錄顯著負(fù)相關(guān)，石筍Δδ18O記錄與南極溫度在百年尺度上

6、反相位變化，而與格陵蘭溫度在百年尺度上同相位變化，因此我們通過(guò)季風(fēng)橋梁作用建立了南北兩極溫度的相位聯(lián)系，支持經(jīng)典的seesaw理論。通過(guò)格陵蘭冰芯記錄、北大西洋海表溫度記錄、南極多支冰芯集成記錄與石筍記錄的細(xì)節(jié)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域千年尺度事件幾乎同步變化，事件起止時(shí)間基本一致，支持了溫鹽環(huán)流的假說(shuō)。而在轉(zhuǎn)型特征上石筍Δδ18O記錄與南極多支冰芯集成記錄相似度遠(yuǎn)高于格陵蘭冰芯記錄，說(shuō)明亞洲季風(fēng)演化與南極溫度密切相關(guān)，北高緯氣候變化可能觸發(fā)全