張晗,黃偉,蔣瑩,陳子元,沈川洲,董進(jìn)國(guó)
1.南通大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,江蘇南通 226007
2.宜春學(xué)院地理科學(xué)系,江西宜春 336000
3.臺(tái)灣大學(xué)地質(zhì)科學(xué)系,中國(guó)臺(tái)北 10617
一系列千年尺度突變事件是末次冰期氣候重要特征之一[1],其中Dansgaard-Oeschger(DO)旋回成為古氣候?qū)W家關(guān)注的焦點(diǎn)。盡管DO 事件在空間分布上具有全球性特征[2],但其變化模式和結(jié)構(gòu)特征存在時(shí)空差異。在時(shí)間上,DO 事件的持續(xù)時(shí)間不盡相同,如格陵蘭冰芯記錄的DO3 間冰階持續(xù)時(shí)間為100 a,DO12 則為2 600 a[3]。在深海氧同位素(MIS)4階段,DO 氣候事件表現(xiàn)為“低頻高幅”特征;在MIS3階段則表現(xiàn)為“高頻高幅”并達(dá)到鼎盛期[4],這可能與該時(shí)段中等大陸冰蓋規(guī)模、太陽(yáng)輻射量、大氣CO2濃度等氣候邊界條件有關(guān)[5-6]。在這種氣候背景下,全球氣候邊界條件接近閥值狀態(tài),易引發(fā)各種氣候要素快速變化[7]。
在空間上,兩極冰芯記錄在DO氣候旋回中表現(xiàn)出固定的變化模式,即格陵蘭冰芯以突變形式開(kāi)始的“類(lèi)直角梯形”,而南極冰芯呈現(xiàn)出緩慢升溫、緩慢降溫的“類(lèi)等腰三角形”[8]。盡管目前研究已經(jīng)建立了亞洲季風(fēng)記錄與北大西洋氣候的聯(lián)系,揭示了北高緯氣候?qū)Φ途曀难h(huán)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制[9-11],但亞洲季風(fēng)對(duì)DO 事件的響應(yīng)模式仍然存在多種可能性。Duanet al.[12]通過(guò)中國(guó)北方年紋層石筍記錄研究認(rèn)為,其δ18O 記錄的DO15.2和14事件開(kāi)始階段無(wú)論是持續(xù)時(shí)間還是突變特征均與格陵蘭冰芯記錄高度一致。然而,中國(guó)南方石筍記錄則表明,其在DO 事件起始過(guò)程中普遍呈現(xiàn)出類(lèi)南極冰芯的“緩變”響應(yīng)特征[13-17]。另外,經(jīng)棚黃土剖面記錄的DO12 事件呈現(xiàn)出不對(duì)稱的“兩峰一谷”形態(tài)[18],神農(nóng)架大九湖泥炭記錄與之類(lèi)似[19],但重建的大氣濕度變化則呈現(xiàn)出四個(gè)“冷暖旋回”的高頻變化。在石筍記錄中,湖北永興洞在DO12 事件過(guò)程中呈現(xiàn)出一系列百年尺度的次級(jí)波動(dòng)[20-21],廣西響水洞則刻畫(huà)了“雙峰”形態(tài)[22];在Heinrich 1 事件(簡(jiǎn)稱H1 事件)向冰消階段轉(zhuǎn)型過(guò)程中,石筍指示的夏季風(fēng)變化呈現(xiàn)“兩相位”模式[23],其可能在其他氣候轉(zhuǎn)換時(shí)段也存在類(lèi)似的變化特征。由此,目前面臨的問(wèn)題是:季風(fēng)響應(yīng)的類(lèi)DO 事件是否具有統(tǒng)一的變化模式和過(guò)程?如果的確存在區(qū)域差異,其背后的驅(qū)動(dòng)機(jī)制又是什么?
黃土高原位于現(xiàn)代東亞夏季風(fēng)影響的邊緣區(qū),對(duì)東亞夏季風(fēng)強(qiáng)/弱變化非常敏感。本文利用山西龍洞(編號(hào):L2)高分辨率石筍δ18O 序列重建了MIS3 中期東亞夏季風(fēng)的演化歷史,嘗試解析千年尺度DO12事件的變化模式,并初步探討高、低緯氣候系統(tǒng)聯(lián)系的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。
山西省地處大陸東岸中緯度內(nèi)陸,是典型黃土廣泛覆蓋的山地高原,其地勢(shì)東北高西南低,有利于東亞夏季風(fēng)的入侵。同時(shí),該區(qū)域又位于東亞夏季風(fēng)影響的邊緣區(qū),對(duì)冬、夏季風(fēng)環(huán)流的進(jìn)退變化非常敏感[24]。
太行龍洞(36o46?N,113o16?E,圖1)位于山西省長(zhǎng)治市東南60 km 處,洞口海拔為1 600 m。洞長(zhǎng)約1 000 m,洞內(nèi)實(shí)測(cè)溫度為11 ℃,濕度接近100%(2014 年7 月測(cè)量結(jié)果)。受東亞夏季風(fēng)影響,區(qū)域年平均降雨量約為530 mm,集中分布在5—10月,約占全年降雨量的87%。洞穴外部植被覆蓋較好,主要由灌木和喬木組成。
圖1 山西龍洞(五角星)與其他洞穴的地理位置(圖中灰色帶箭頭曲線代表850 hpa 夏季高空水汽流線)Fig.1 Location of Dragon Cave (star) and other caves (circles)
L2 采集時(shí)已停止生長(zhǎng),高約250 mm,外表皮光滑且顏色泛白。樣品呈柱形尖頭狀,底部直徑約為84 mm。取其一半打磨剖光,在日光下可見(jiàn)清晰水平狀生長(zhǎng)層。樣品自上而下均由純凈碳酸鹽方解石組成,巖性致密無(wú)溶孔。在拋光面上,用直徑為0.9 mm牙鉆沿石筍地層順序鉆取13 個(gè)年代樣,每個(gè)樣品重量約為100~200 mg,化學(xué)分析和測(cè)試在臺(tái)灣大學(xué)高精度質(zhì)譜與環(huán)境變遷實(shí)驗(yàn)室完成測(cè)試[25],采用同位素稀釋法修正質(zhì)量偏差,測(cè)定U-Th 含量和同位素組成[26],U-Th 半衰期數(shù)值參照Chenget al.[27];分析儀器為多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS Neptune),年齡分析誤差為±2σ,結(jié)果見(jiàn)表1。同時(shí),沿石筍生長(zhǎng)中心軸采用0.3 mm的鉆頭,以1 mm為間距獲取239 個(gè)氧同位素?cái)?shù)據(jù)。使用碳酸鹽自動(dòng)進(jìn)樣裝置(KIEL CARBONATE DEVICE Ⅲ),將磷酸與CaCO3反應(yīng)提取CO2,其經(jīng)純化后送入MAT-253 質(zhì)譜儀上進(jìn)行加速離子化檢測(cè),每批測(cè)試樣品插入4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品(NBS-19)進(jìn)行儀器狀態(tài)監(jiān)測(cè)。分析誤差小于±0.06‰,實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為VPDB,由南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院同位素實(shí)驗(yàn)室完成。
表1 石筍L2的MC?ICP?MS 測(cè)年結(jié)果Table 1 MC?ICP?MS230Th dates for stalagmite L2
由表1 可知,石筍238U 含量相對(duì)較高(0.8~1.9)×10-6,而232Th 含量相對(duì)較低(0.003~0.45)×10-9,因此測(cè)年精度整體較高。本文所測(cè)年齡均按沉積先后序列排列,通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)年齡點(diǎn)線性等間距內(nèi)插建立MIS3中期48~41 ka B.P.時(shí)段石筍沉積演化時(shí)間序列(圖2c)。同時(shí),考慮到L2樣品沉積速率不穩(wěn)定(圖2d),筆者根據(jù)Hercmanet al.[28]提出的深度—年齡算法,重構(gòu)了模擬時(shí)標(biāo)(圖2e)。對(duì)比結(jié)果顯示:模擬時(shí)標(biāo)與同一洞穴L30石筍時(shí)間序列相對(duì)更為吻合(圖2a,e)。因此,本文利用模擬時(shí)標(biāo)建立了石筍L2δ18O 時(shí)標(biāo)序列。
石筍L2δ18O 在-9.7‰~-7.1‰之間波動(dòng)(圖2c),振幅約為2.6‰。在46.9 ka B.P.,δ18O值突然變輕(振幅達(dá)到1‰),指示H5 事件的結(jié)束;隨后δ18O 值持續(xù)偏輕,在45 ka B.P.時(shí)達(dá)到最小值(-9.5‰)。在此期間,石筍δ18O 值在亞千年—百年尺度上存在明顯波動(dòng)。在42.9 ka B.P.,δ18O 值由-8.5‰負(fù)偏至-9.7‰,可能對(duì)應(yīng)于DO11事件,最后在42.2 ka B.P.左右正偏至-8‰。
來(lái)自同一洞穴L30 的δ18O 記錄[24]在測(cè)年誤差范圍內(nèi)與L2共同記錄了H5,DO12和DO11等千年尺度氣候事件,表明龍洞石筍記錄具有重要的氣候參考意義。然而,兩支石筍記錄也存在一些細(xì)節(jié)差異,主要表現(xiàn)為:1)L30記錄的DO11事件始于43.5 ka B.P.,并持續(xù)了1 ka左右;而L2記錄的時(shí)間則較晚,持續(xù)時(shí)間明顯受到“壓縮”(圖2c)。2)在DO12 事件期間,L30δ18O值逐漸偏負(fù),并在45.3 ka B.P.開(kāi)始轉(zhuǎn)為逐漸偏正(至-8.3‰)的過(guò)程;而L2δ18O 值則整體呈現(xiàn)出持續(xù)偏負(fù)的過(guò)程,在結(jié)束時(shí)開(kāi)始快速正偏,并呈現(xiàn)出明顯的次級(jí)波動(dòng)信號(hào)。3)在H5 事件內(nèi)部,L30δ18O值持續(xù)偏正,變幅達(dá)到1‰;相反,L2δ18O則呈現(xiàn)出偏負(fù)趨勢(shì)。筆者基于測(cè)年點(diǎn)計(jì)算出了兩支石筍的沉積速率變化,結(jié)果顯示(圖2b,d),L30 石筍沉積速率偏低(均值為16.5 μm/a),但較為穩(wěn)定,大部分在4.7~29.4 μm/a范圍波動(dòng),只有在46.5~46.2 ka B.P.時(shí)段的沉積速率顯著上升(51.8 μm/a);L2 石筍的沉積速率則較高(均值為43.8 μm/a),但不穩(wěn)定,在17~130 μm/a 范圍波動(dòng)。因此,考慮到洞穴巖溶系統(tǒng)不同位置滲水通道差異所引起的石筍生長(zhǎng)速率的快慢變化,結(jié)合本文采用的模擬時(shí)間序列(圖2c),石筍各階段真實(shí)的沉積速率并不能完全反映出來(lái)。同時(shí),石筍沉積速率變率太大也會(huì)導(dǎo)致其沉積過(guò)程中存在不同程度的同位素動(dòng)力分餾效應(yīng)[29],這些洞內(nèi)非氣候因素可能是造成同一洞穴兩支相同生長(zhǎng)時(shí)段石筍δ18O 記錄存在細(xì)節(jié)差異的原因之一。然而,正如圖3所示,在千年—亞千年尺度氣候事件和長(zhǎng)期趨勢(shì)變化方面,L2 和L30 記錄之間具有良好的對(duì)應(yīng)性和協(xié)同性,即δ18O 變化主要取決于洞穴外界氣候環(huán)境的變化。
圖2 山西龍洞石筍δ18O 記錄(a,b)L30 δ18O記錄[24],以及基于年齡控制點(diǎn)計(jì)算的沉積速率;(c,d)L2 δ18O記錄(本文)和沉積速率;(e)基于年齡—深度關(guān)系模擬的L2年齡模式[28]。圖中黑色實(shí)心點(diǎn)和條帶為L(zhǎng)2石筍的U/Th年代結(jié)果和誤差,灰色陰影部分標(biāo)注的是千年尺度弱季風(fēng)事件Fig.2 Comparisons of δ18O record and growth rate from Dragon Cave during the last glacial period for (a, b) L30[24]; (c, d) L2(this study); (e) model age reconstructed for L2 record with depths and dates[28]Black solid dots and bars=U/Th results and dating uncertainties for stalagmite L2Gray shading=millennial scale weak Asian summer monsoon events
過(guò)去的研究工作已表明:山西石筍δ18O 值越偏負(fù),指示亞洲夏季風(fēng)越強(qiáng),夏季風(fēng)邊界北移,區(qū)域季風(fēng)降水愈多;反之,δ18O 值越偏正,夏季風(fēng)降水越少[24,32]。龍洞石筍δ18O記錄(圖3b,c)在軌道趨勢(shì)以及千年尺度波動(dòng)變化特征方面與湖北永興洞(圖3d)、南京葫蘆洞(圖3e)、重慶羊口洞(圖3f)記錄具有很好的一致性,清晰地記錄了3次顯著的弱季風(fēng)事件和2次強(qiáng)季風(fēng)事件如DO12和DO11事件。而且,自弱季風(fēng)事件結(jié)束后,中低緯石筍記錄的季風(fēng)氣候總體呈現(xiàn)短暫的“突變”特征,即本文稱之為“第一相位I”(圖3),與格陵蘭地區(qū)氣溫快速增溫過(guò)程相對(duì)應(yīng),暗示其可能受到北高緯氣候的控制[9-10]。例如,在H5事件結(jié)束后,L2和L30δ18O值在數(shù)十年內(nèi)從-7.7‰負(fù)偏至-8.7‰(圖3c);同樣,重慶羊口洞(圖3f)、湖北永興洞(圖3c)δ18O振幅在不足100年內(nèi)也超過(guò)了1‰。南京葫蘆洞(圖3e,灰色曲線)的“突變性”特征更加類(lèi)似格陵蘭冰芯記錄,表明洞穴石筍δ18O信號(hào)在氣候過(guò)渡階段的高敏感性。總體而言,在各自測(cè)年誤差范圍內(nèi),這些千年尺度的弱、強(qiáng)季風(fēng)事件與格陵蘭冰芯記錄的冷、暖氣候突變事件在起、止時(shí)間上可視為同步變化。這種較好的一致性表明,高、低緯氣候系統(tǒng)之間存在緊密的遙相關(guān)聯(lián)系,也支持了北大西洋地區(qū)通過(guò)?!?dú)怦詈蠈?duì)低緯季風(fēng)環(huán)流起調(diào)控作用的觀點(diǎn)[10,33]。
圖3 石筍與格陵蘭冰芯δ18O 記錄對(duì)比(a)格陵蘭NGRIP冰芯δ18O記錄(GICC05時(shí)標(biāo))[30];(b)山西龍洞L30石筍δ18O記錄[24];(c)山西龍洞L2 石筍δ18O 記錄(模擬時(shí)標(biāo),本文);(d)湖北永興洞記錄[20 ̄21];(e)南京葫蘆洞MSL(黑色)[10]和HL161(灰色)[31]石筍δ18O記錄;(f)重慶羊口洞記錄[15]。陰影部分表示包括H5 事件等三個(gè)千年尺度氣候冷階,圖中標(biāo)記的羅馬數(shù)字和箭頭表示H5/DO12“三相位”變化過(guò)程Fig.3 Comparisons between (a) NGRIP ice core δ18O record(GICC05 timescale)[30]; (b) stalagmite δ18O records including L30[28]; (c) L2 (model age, this study); (d) Yongxing Cave[20 ̄21];(e) stalagmites MSL (black)[10] and HL161 (gray)[31] from Hulu Cave; and (f) from Yangkou Cave[15]Shadedbars=stadials(H5 etc.);I,II,III andarrows=“three ̄phase”H5/DO12 transition
在DO12事件中,亞洲夏季風(fēng)強(qiáng)度與格陵蘭溫度變化特征具有趨勢(shì)上的顯著差異(圖3,4)。格陵蘭冰芯δ18O 記錄顯示,H5 冷事件結(jié)束時(shí)當(dāng)?shù)貧鉁乜焖倩厣阶罡咧?,后而開(kāi)始逐漸下降,呈明顯的“類(lèi)直角梯形”。然而,在中低緯亞洲季風(fēng)區(qū),山西龍洞兩記錄顯示,東亞夏季風(fēng)強(qiáng)度在H5事件結(jié)束后先是突然增強(qiáng),而后緩慢地持續(xù)增強(qiáng)達(dá)到最大,隨后開(kāi)始逐漸減弱直到下一個(gè)冰階的來(lái)臨,呈不對(duì)稱倒“V”形。同樣,南京葫蘆洞MSL 和HL161 記錄在該時(shí)段也呈現(xiàn)倒“V”形(圖3e),盡管HL161δ18O記錄在此過(guò)程中表現(xiàn)的不夠明顯。在西南地區(qū),高分辨率的羊口洞石筍記錄在DO12 事件過(guò)程也呈現(xiàn)出不對(duì)稱倒“V”形(圖3f),而長(zhǎng)江中游地區(qū)湖北永興洞石筍記錄的這一特征不夠明顯,呈現(xiàn)出相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)(圖3d)。
除了中國(guó)季風(fēng)區(qū)的石筍記錄外,其他地區(qū)如地中海Sofular 洞[38]、印度北部Bittoo 洞[39]和也門(mén)Moomi洞記錄[11]均呈現(xiàn)出相似的不對(duì)稱倒“V”形變化模式。無(wú)獨(dú)有偶,北亞熱帶大西洋海表溫度在DO12期間的變化特征與格陵蘭溫度逐漸下降的趨勢(shì)也具有明顯差異(圖4c)。而且眾多海洋鉆孔記錄顯示,末次冰期北大西洋30°~40°區(qū)域的間冰階海表溫度變化均呈現(xiàn)出類(lèi)倒“V”形的相對(duì)穩(wěn)定特征[40],尤其是冬春季溫度變化表現(xiàn)的更為明顯,可能受到大范圍風(fēng)場(chǎng)變化的控制。在DO12 期間,科里亞科海盆巖芯反照率指示的熱帶輻合帶(ITCZ)位置在H5 事件結(jié)束后快速北進(jìn),隨后總體向北逐漸推進(jìn),在DO12 事件后半段開(kāi)始逐步南撤(圖4d),其結(jié)構(gòu)特征也呈不對(duì)稱倒“V”形,但整體上保持了相對(duì)穩(wěn)定的水汽輸送能力,為豐沛的低緯季風(fēng)降水以及活躍的大氣對(duì)流活動(dòng)提供了必要條件。另外,我們也注意到南大西洋海表溫度(圖4e)和南極氣溫(圖4f)在DO12 期間呈持續(xù)下降。在Seesaw 模式調(diào)控下[41],南北半球由于溫差和氣壓差導(dǎo)致ITCZ 位置的南北移動(dòng),以及越赤道氣流方向和影響范圍的變化[42],澳—亞季風(fēng)系統(tǒng)得以建立和維持[43-44]。當(dāng)DO12 暖階開(kāi)始時(shí),北大西洋深層流恢復(fù)[45],南大洋不斷將潛熱輸送到亞洲大陸,ITCZ(圖4d)和南半球西風(fēng)帶逐漸向北移動(dòng)[46],北半球快速變暖,亞洲夏季風(fēng)開(kāi)始顯著增強(qiáng)(對(duì)應(yīng)于第一相位I)。在此期間,印度季風(fēng)區(qū)得到越赤道氣流帶來(lái)的充沛水汽,大氣對(duì)流活動(dòng)顯著增強(qiáng)[35],季風(fēng)降水增加。這種持續(xù)供給的水汽源通過(guò)印度季風(fēng)和東亞季風(fēng)環(huán)流向我國(guó)北部輸送,帶來(lái)大范圍降水(對(duì)應(yīng)于第二相位Ⅱ)。相反,到DO12 暖階后期,南大洋熱量積累逐漸被釋放,導(dǎo)致越赤道氣流規(guī)模和強(qiáng)度有所減弱;而且,格陵蘭地區(qū)氣溫持續(xù)降低可能導(dǎo)致北半球西風(fēng)帶強(qiáng)度增強(qiáng),致使低緯ITCZ 的位置隨之南移,亞洲夏季風(fēng)強(qiáng)度開(kāi)始呈下降趨勢(shì)(對(duì)應(yīng)于第三相位Ⅲ),即表現(xiàn)為石筍δ18O 記錄中的倒“V”形模式。這一推測(cè)能夠解釋華北和西南兩處跨越數(shù)千公里的洞穴石筍δ18O 記錄共同響應(yīng)了DO12 期間亞洲夏季風(fēng)從持續(xù)增強(qiáng)到逐漸減弱的歷史(圖3,4)。
圖4 高、低緯不同區(qū)域地質(zhì)記錄對(duì)比(a)格陵蘭NGRIP 冰芯δ18O 記錄[30];(b)山西龍洞δ18O 記錄(模擬時(shí)標(biāo),本文);(c)北亞熱帶大西洋海表溫度記錄[34];(d)卡里亞科海盆巖芯反照率記錄[35];(e)南大西洋海表溫度記錄[36];(f)南極EDML 冰芯δ18O 記錄[37]。陰影部分表示包括H5 事件等三個(gè)千年尺度氣候冷階,圖中標(biāo)記的羅馬數(shù)字和箭頭表示H5/DO12“三相位”變化過(guò)程Fig.4 Comparisons of multi ̄proxy records for the DO12 stage from high to low latitudes(a)NGRIP ice core δ18O record[30];(b)L2(model age,this study);(c)sea surface re ̄cord(SST)from the subtropical North Atlantic Ocean[34];(d)reflectance record from Cariaco Sea Basin[35];(e)SST record of the South Atlantic[36];and(f)EDML ice core δ18O record[37].Shaded bars=stadials(H5 etc.);I,II,III and arrows=“three ̄phase”H5/DO12 transition
以龍洞等為代表的亞洲季風(fēng)區(qū)洞穴石筍記錄在千年尺度冷暖事件轉(zhuǎn)型上具有鮮明的特征。以DO12事件為例,山西石筍記錄的夏季風(fēng)狀態(tài)呈現(xiàn)出先快速上升(Ⅰ),再逐漸平穩(wěn)變化達(dá)到最大值(Ⅱ)后開(kāi)始逐漸減弱(Ⅲ)的“三相位”特征(圖3,4),這與以往中國(guó)中部和西南地區(qū)的石筍記錄特征相一致[15,47]。除此之外,諸如DO1、DO8、DO12、DO17、DO19、DO20、DO22等持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的千年尺度事件在南方石筍記錄中均呈現(xiàn)“三相位”轉(zhuǎn)型模式[10,14,20,23,47-50];在靠近南大洋一側(cè)的貴州和湖北西南部石筍記錄顯示,持續(xù)時(shí)間較短的DO事件也詳細(xì)印刻了此類(lèi)特征的痕跡[51-52]。在北方地區(qū),具有年紋層時(shí)標(biāo)控制的高分辨率河北興隆洞石筍δ18O記錄顯示,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的DO14強(qiáng)季風(fēng)事件也具有類(lèi)似的“三相位”變化特征[12]。石筍XL-1δ18O 值在DO15 冷階結(jié)束后十幾年內(nèi)突然偏負(fù),隨后緩慢持續(xù)負(fù)偏至-10‰,后又在DO14下半階段開(kāi)始呈現(xiàn)逐漸偏正過(guò)程[12],與龍洞記錄的DO12,14事件一樣具有倒“V”形結(jié)構(gòu)特征[24]。
綜上所述,亞洲季風(fēng)區(qū)石筍δ18O記錄的DO事件“第一相位I”突變特征與格陵蘭冰芯記錄的快速增溫過(guò)程相一致,體現(xiàn)了北高緯氣候?qū)Φ途暭撅L(fēng)環(huán)流的調(diào)控作用。同時(shí),其“第二相位Ⅱ”緩變特征與南大洋溫度變化趨勢(shì)相似,暗示了南大洋水文過(guò)程對(duì)低緯季風(fēng)的影響,隨后“第三相位Ⅲ”緩變特征又與格陵蘭地區(qū)持續(xù)降溫過(guò)程相類(lèi)似,表明了北高緯氣候再次對(duì)低緯季風(fēng)環(huán)流的主導(dǎo)調(diào)控作用。為此,低緯夏季風(fēng)強(qiáng)度變化響應(yīng)的DO 事件表現(xiàn)為南北半球的“混合模式”。
地處現(xiàn)代季風(fēng)邊緣區(qū)的山西龍洞石筍記錄了MIS3 中期(48~41 ka B.P.)以來(lái)東亞夏季風(fēng)強(qiáng)度演化歷史。通過(guò)高精度鈾釷定年,建立了高分辨率的石筍δ18O時(shí)間序列,清晰記錄了類(lèi)H5,DO12和DO11等千年尺度氣候事件,并初步得出以下結(jié)論:
(1)龍洞石筍δ18O 記錄與中國(guó)其他地區(qū)的石筍記錄在變化趨勢(shì)和千年尺度變化特征方面具有較好的一致性,表明了大區(qū)域范圍內(nèi)中國(guó)石筍δ18O氣候信號(hào)的真實(shí)性和可靠性;山西石筍記錄的千年尺度季風(fēng)事件響應(yīng)于格陵蘭地區(qū)氣溫的冷暖波動(dòng),進(jìn)一步支持北大西洋氣候通過(guò)?!?dú)怦詈蠙C(jī)制對(duì)低緯季風(fēng)環(huán)流的調(diào)控作用。
(2)在H5/DO12 或者冷階/暖階轉(zhuǎn)型階段,石筍記錄的亞洲夏季風(fēng)表現(xiàn)為“三相位”變化特征;在DO事件過(guò)程的變化模式上,低緯水文過(guò)程總體呈現(xiàn)出不對(duì)稱倒“V”形模式。DO12 期間,L2δ18O 值在突變后呈“階梯式”持續(xù)偏負(fù),并在臨近結(jié)束時(shí)快速偏正,與中國(guó)中部、東部和西南地區(qū)的記錄相似,但與格陵蘭冰芯記錄不同,體現(xiàn)了低緯季風(fēng)所記錄的南北半球信號(hào)的“混合模式”,這可能與南大洋潛熱釋放以及ITCZ南北移動(dòng)施加的影響有關(guān)。
致謝 感謝兩位評(píng)審專家提出的建設(shè)性修改意見(jiàn)。