第四纪季风与大气甲烷

摘要

我国的黄土-古土壤序列既包含了来自北半球高纬的气候信息，也记录了来自低纬的季风变化信息。开展的黄土、海洋、冰芯、湖泊和石笋等记录综合集成分析表明，80万年来CH4浓度变化主要包含三组信号。第一组信号与反映全球冰量的深海氧同位素记录具较高的一致性，代表～80％的CH4变率，表明冰期-间冰期旋回对CH4浓度的重要控制作用。但是，北方湿地的作用只能解释这种影响的一半，而另一半的作用来自低纬的季风区湿地，说明冰期-间冰期旋回对季风有显著影响。风尘通量反映的季风区湿度变化支持上述解释。第二组信号与南北两半球热带季风在岁差节拍(～20ka周期)上的消长相联系，可解释大约15%的CH4变率，具有约10ka的半岁差周期，表明大气CH4浓度不仅受北半球季风的影响，南半球也有显著的作用;南北两半球热带季风消长是导致全新世CH4浓度“V形”趋势的主要原因。如果把全球不同地区的季风看做一个整体(全球季风-Global monsoon)，则其在轨道尺度的变化主要包含两个分量：冰期-间冰期分量(glacial-interglacial component)和低纬日照量分量(insolationcomponent)；前者在全球尺度上同相位，后者在南北两半球反相位；二者的叠加共同决定了轨道尺度的全球季风降水变化。该原理也可较合理地解释我国黄土季风记录与石笋氧同位素记录之间的差异。