中晚全新世东亚季风演化历史及其气候事件研究

发布时间：2018-05-03 21:24

  本文选题：东亚季风 + 百年尺度　； 参考：《南京师范大学》2015年硕士论文

【摘要】：当前极端异常气候事件频繁发生,并由此带来了环境恶化、物种灭绝、水资源短缺等一系列全球问题,不仅给社会经济发展带来巨大损失,而且给人类生存带来严重威胁。研究这类事件发生的频率,探索气候突变的原因是目前迫切需要解决的问题。中晚全新世百年尺度季风事件的内部结构及其驱动机制存在争议,年际尺度异常干旱和降水事件的发生频率、幅度尚不清楚。本文基于湖北神农架龙腑宫洞一支石笋的14个高精度230Th年龄和1410组氧碳同位素重建了6.60～0.45kaBP时段高分辨率东亚季风演化历史。石笋6180约在5.3kaBP、4.2kaBP、2.8kaBP、1.9kaBP、0.9kaBP及小冰期显著偏正,幅度达0.7‰～1.1‰,指示若干百年尺度的弱季风事件；其中,永兴洞石笋记录的"2.8ka”事件与和尚洞石笋记录的"8.2ka"事件内部结构和转型特征十分相似：弱季风事件以夏季风缓慢减弱开始,迅速增强结束,事件内部有两个次一级的振荡旋回(两峰三谷结构)；另外,龙腑宫和董哥洞记录"4.2ka"事件内部结构与这两个弱季风事件也基本相似。这些季风突变与北大西洋Bond事件几乎同步发生、内部结构非常相似,且基本都发生在太阳活动极小期,说明全新世百年尺度的弱季风事件可能受太阳活动和北高纬气候共同驱动。石笋δ13C在重建古环境、古气候研究方面显示出巨大潜力,需要我们进一步加大对碳同位素的沉积过程和机理研究,然而,石笋δ13C记录在沉积过程中受到多种局地因素的控制且在大区域范围内缺乏重现性,导致其在古气候重建方面困难重重。据此,我们选取龙腑宫洞、董哥洞内3根高分辨率(2-4年)石笋调查方解石δ6C记录的时空变化模式及其与亚洲季风变化的关系。观察发现,中晚全新世石笋δ13C与δ18O信号虽在低频变化上不一致,即碳同位素不存在显著轨道-千年尺度的长期趋势,而是围绕一个稳定的平均值上下振荡,但δ13C十年-百年的高频变化与δ180记录却非常一致,并贯穿整个记录,相关系数R2都达到0.65以上,说明613C在百年-十年尺度上和δ180一样也能很好的反映当地的气候、环境变化。中晚全新世石笋δ13C和太阳活动代用指标的交叉谱分析结果表明两者具有显著的～200年共同周期,暗示δ13C百年尺度的变化受控于太阳活动。这些观察表明区域性的水文循环通过影响土壤湿度平衡控制着百年-十年尺度的δ13C变化；也就是说石笋613C通过气候变化控制土壤过程能很好的示踪百年-十年尺度气候变化。其次,为了研究更短时间尺度的异常气候事件,我们刮样获得980AD～1504AD时段2370组氧碳素数据,分辨率可达季节,记录显示中世纪时期大部分属于暖干气候,仅在980～1055AD.1340～1480AD时期相对湿润。值得注意的是,石笋δ18O、δ13C在～1390AD快速正偏,可能指示小冰期的开始。通过进一步分析,在980～1504AD时段我们鉴定出大约12次持续1～4年的极端干旱事件和13次极端降水事件,石笋δ18O偏离30年气候平均状态达0.5‰～0.7‰(相当于4.2ka气候突变事件的1/2～2/3),这些异常气候事件给人类的生产、生活带来了巨大威胁。将这些年际尺度的气候振荡与太平洋十年际振荡(PDO)、厄尔尼诺(ENSO)变幅年代际振荡对比发现他们在变化趋势上基本相似,并拥有60-70年的共同周期,说明PDO/ENSO有可能通过亚洲夏季风强度影响中国季风区降水变化。
[Abstract]:In this paper , a series of global problems such as environmental degradation , extinction of species and shortage of water resources are caused by the frequent occurrence of extreme abnormal climate events , which not only brings great loss to social and economic development , but also poses a serious threat to human existence .
The " 2.8 ka " events recorded by the stalagmite in Yongxing Cave are very similar to the internal structure and transformation characteristics of the " 8.2ka " events recorded by the monk dong stalagmite : the weak monsoon events begin with the slow weakening of the summer monsoon , the rapid enhancement is finished , and there are two primary oscillation cycles inside the event ( two - peak three - valley structure ) ;
In addition , the internal structure of the " 4.2 ka " events in Longfu Palace and Dong Ge Cave is basically similar to those of the two weak monsoon events . These monsoon mutations are very similar to those of the North Atlantic Bond event , the internal structure is very similar , and it is very difficult to reflect the climate and environment in the old climate .
In order to study the abnormal climate events with shorter time scales , we identified extreme drought events and 13 extreme precipitation events in the period from 980 AD to 1504AD . The results show that the climate oscillation of stalagmite 未 18 O and 未13C is relatively humid during the period from 980 锝，

本文编号：1840158