海洋所第四纪以来亚洲夏季风演化研究取得重要进展

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时间:2018-08-27  来源:海洋地质与环境重点实验室文本大小:【 |  | 】  【打印

  揭示亚洲季风的演化历史及西太平洋沉积记录在气候环境长期变化中的关键作用是目前国际气候变化研究的热点之一,同时也是中科院海洋所为整合凝聚科研力量,调整优化科研布局,突出学科优势和特色而提出的重点培育研究方向。不同于前人提出的长尺度亚洲季风演化主要受控于构造活动或者太阳辐射量变化的观点,海洋所于兆杰副研究员和万世明研究员发现第四纪以来亚洲夏季风降水演化直接响应于类厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)系统的相位变化。

本研究的站位MD06-3050以及其他对比站位图 

  研究团队利用国际海洋全球变化计划(IMAGES,中法合作西菲律宾海航次)在西菲律宾海采取的高质量沉积物岩芯首次重建了2.36个百万年以来高分辨率的东亚夏季风的降水演化历史,并以此指标为基础整合了南海大洋钻探ODP 1146站和位于黄土高原的黄土磁化率降水指标,首次揭示第四纪以来热带太平洋类ENSO系统相位变动对东亚夏季风降水在经向和纬向上的不同控制作用。在长时间尺度上,类ENSO系统相位的变动主要受控于东西赤道太平洋温度梯度差。研究发现,当东西赤道太平洋温度梯度差较大时,类ENSO系统相位趋向于拉尼娜模态,此时Walker环流的强度较强,该环流的上升分支(也就是降雨带分支)被压迫在东亚低纬度地区,从而导致该地区的降水显著增加,而此时东亚中纬度黄土高原地区降水显著减少,东赤道太平洋地区则由于较强的Walker环流驱动强烈的上升流混合(富含营养物质的底层水上涌)而促使生产力勃发;相反地,当东西赤道太平洋温度梯度差较小时,类ENSO系统相位趋向于厄尔尼诺模态时,上述情况如跷跷板一样出现相反的情况。

 

2.36个百万年以来东西赤道太平洋温度梯度控制下的类ENSO系统相位变化影响东亚中低纬度降水的证据

全球冰量变化与类ENSO系统影响下的赤道太平洋气候记录的轨道时间尺度演化图解

除了全球冰量图a以外,其他的图示均在2.2-1.6 百万年左右表现出强烈的100千年周期波动

  目前主流观点认为,地球高纬度的气候变化,尤其是冰盖体积的变化是主导中更新世地球气候从41千年周期演变为100千年周期的主要原因。海洋所于兆杰副研究员和万世明研究员通过进一步研究轨道时间尺度的赤道太平洋气候变化,提出了一个新的假说。类ENSO系统可能通过控制北大西洋翻转流和Hadley环流自热带向高纬度地区传输热的量从而影响全球轨道气候周期的变化。类ENSO系统可能起到类似于热带气候变化的放大器的作用,将热带气候系统较小的扰动放大,通过海洋和大气环流的传输进而影响全球的气候变化。后续更多时间和空间尺度的证据将有待进一步研究和挖掘。 

  本项研究得到了中科院海洋所优秀青年启动基金(于兆杰),国家优秀青年科学基金(万世明),青岛海洋科学与技术国家实验室鳌山人才计划项目(万世明)的支持。  

  具体文章请参考: 

  1. Zhaojie. Yu (*), Wan, S., Colin, C., Song, L., Zhao, D., Huang, J., Li, T. (2018). ENSO-like modulated tropical Pacific climate changes since 2.36 Myr and its implication for the Middle Pleistocene Transition. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 19. https://doi.org/10.1002/2017GC007247 

  原文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2017GC007247 

  2.Zhaojie. Yu(*), Wan, S., Colin, C., Yan, H., Bonneau, L., Liu, Z., et al. (2016). Co-evolution of monsoonal precipitation in East Asia and the tropical Pacific ENSO system since 2.36 Ma: New insights from high-resolution clay mineral records in the West Philippine Sea. Earth and Planetary Science Letters, 446, 45–55 

  原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X16301868 

    

   

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