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地球环境研究所重建汉江上游地区过去6650年季风降雨变化历史,揭示我国全新世季风降雨分异模式和驱动机制
2017-12-14| 编辑: | 【 】【打印】【关闭

  汉江上游地区是我国南水北调中线工程的水文补给区,也是陕西省引汉济渭工程的水源补给区。这一地区的降雨变化不仅与陕南的环境及经济发展密切相关,也对南水北调中线工程和引汉济渭工程的水安全有重要影响。理解这一地区在不同时间尺度上的降雨变化及机制对于科学制定汉江水资源可持续利用的战略规划有着十分重要的意义。然而,目前对于汉江上游地区全新世以来百年-十年尺度降雨变化的特征和机制还尚不清楚。 

  中国科学院地球环境研究所谭亮成研究员联合国内外同行,以陕南祥龙洞的4根石笋为研究对象,重建了该地区过去6650年以来的高分辨率季风降雨变化历史。研究显示该区石笋氧同位素记录在轨道-亚轨道尺度反映了东亚夏季风强度的变化,而在百到十年尺度上代表当地季风降雨的变化。中全新世以来,伴随着北半球夏季太阳辐射的减弱,祥龙洞石笋δ18O有逐步增加趋势,这和季风区其他石笋记录一致,揭示东亚夏季风的逐渐衰弱。然而石笋的 δ13C记录显示当地的降雨量并没有长期下降趋势。在移除石笋δ18O的长期变化趋势之后,研究人员发现了一系列的准千年-,准百年-57-36-22-的变化周期。汉江上游地区在6500–6100, 4850–4650, 4390–3800, 3590–2960, 2680–2450, 2050–1670以及1110–790 a BP期间季风降雨增多,其中4390–3800 a BP, 3590–2960 a BP, 2050–1670 a BP 以及1110–790 a BP的降雨增多导致了汉江上游的4次特大洪水事件。 

  此外,汉江上游地区在5800–4900, 4640–4400, 2950–2680, 1670–1120以及790–650 a BP期间季风降雨减少。其中5800–4900 a BP 2950–2680 a BP的降雨减少分别对应北半球高纬的5.0 ka2.8 ka冷事件。这两次冷事件均伴随着中国季风区从南到北的显著干旱。北大西洋淡水的注入导致西风急流南移加强,加之亚洲夏季风的减弱,延迟了西风南支的北跳时间,从而推迟了东亚夏季风的爆发和梅雨季节的开始,导致整个中国季风区降雨在5.0 ka2.8 ka事件期间的同步下降。相反,在4.2ka事件和小冰期期间,汉江上游地区相对湿润。这两个时期的湿润状况在我国中部和南方地区也广泛存在,而与北方所观察到的显著干旱气候相反。研究者提出这可能是由于该时期西风急流强度没有显著增强,而同时夏季风较弱,使得雨带长期停留在偏南的地区,导致我国北方降雨减少而中部和南方地区降雨增多。 

这一成果受国家重点研发计划亚洲季风变异及突变事件2017YFA0603401)、中科院“西部之光”重点项目、中科院青促会优秀会员项目等资助,目前发表于国际地学研究的知名期刊Earth and Planetary Science Letters (Tan et al. Centennial- to decadal-scale monsoon precipitation variations in the upper Hanjiang River region, China over the past 6650 years. Earth and Planetary Science Letters, 482 (2018) 580–590.)
 
去趋势后的陕南石笋氧同位素记录(A)、和北大西洋冰飘碎屑(B)、西风(CD)以及夏季风强度记录(E)的对比

    

    


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