近1000年来季风气候的湖北黑龙洞高分辨率石笋记录

摘要

东亚季风在全球水汽和能量循环中扮演了重要角色,是联系陆地(包括极地)、海洋、大气的纽带,是全球重要的气候系统之一。近千年高分辨率的气候重建,对认识气候系统的演化规律、实现未来的气候预测有重要的意义。洞穴石笋碳酸盐可以达到十到年际的时间分辨率,并且适于230Th精确定年,在古气候重建方面具有很大优势。本文基于长江中游神农架黑龙洞石笋BD的9个230Th年龄、1116个氧碳同位素分析数据,建立了近千年(1780-860AD)来分辨率为1-2a的东亚季风气候演化序列。通过与同时段记录对比,揭示了近千年来东亚季风气候与全球变化之间的联系,初步探讨了东亚季风高频气候振荡的驱动机制。
　　 黑龙洞石笋δ18O记录了中世纪暖期和小冰期干腽变化,与贵州董哥洞石笋、湖北和尚洞石笋和甘肃万象洞石笋δ18O记录具有广泛的区域一致性,说明石笋δ18O可视作季风强度变化的代用指标。
　　 黑龙洞与和尚洞石笋δ18O曲线与反映印度季风的阿曼西南部Defore洞石笋S3石笋δ18O曲线对比发现在858AD～1780AD时段表现出同步的波动特征。
　　 BD石笋δ18O与反映太阳活动变化的△14C曲线具有相似的变化,显示出东亚季风在百年-十年尺度上显著响应于太阳活动变化。石笋氧同位素功率谱分析显示的89a、22a、11a等周期成分对应于太阳活动的Gleissberg周期、磁性周期、黑子活动周期,进一步论证了这一驱动机制。
　　 功率谱分析中显示的7a、5a、3a等周期成分,表明最近1000a东亚季风变化响应了ENSO变化,说明东亚季风可能还受到低纬热带海-气耦合系统的自由振荡的ENSO影响。与热带水文活动指标对比结果支持了热带西太平洋暖池SST对亚洲季风起着深远调控作用。