地理与海洋科学学院鹿化煜教授课题组发现东亚季风演化新的规律

东亚季风气候变化规律及其影响机制,是受关注的重要科学问题。在全球变暖背景下,东亚季风区域降水可能增加或者减少,加重洪涝和干旱灾害,影响十多亿人的生产和生活。围绕东亚气候演变规律这一科学问题,地理与海洋科学学院鹿化煜教授课题组开展了持续研究

揭示气候长期演变的规律和影响因素,仪器观测时间偏短,需要从自然界的档案记录中找到这一问题的答案。鹿化煜课题组通过对陕西中部渭河盆地的长期考察研究,他们在陕西渭南市阳郭镇一带,发现了很好的河湖相沉积序列 (1)他们通过对这些沉积物详细的地层研究、古地磁定年和哺乳动物化石分析,确认这些沉积物堆积在距今约6-2百万年前,正好处在地球较为温暖的上新世阶段。这些沉积物由流水携带沉积在盆地中,在流水量大流水强度的时期,携带来的沉积颗粒粗;反之,沉积颗粒细。基于这一原理,他们分析了沉积序列中近3000份样品的颗粒大小分布,发现粒度时间序列在距今4.2百万年前有明显转型(2);周期分析表明,粒度时间序列具有地球运动轨道周期特征,表明高纬和低纬地区接受的太阳辐射量变化,都影响到季风降水的长期变化。研究的时间处于上新世温暖期,这一成果对于理解未来气候变化、全球变暖背景下东亚季风气候的数值模拟等,均具有重要意义。

图1. 研究点区位和沉积序列剖面。图1A,1B和1C是陕西省渭南市阳郭镇苌沟村地点;图1D, 1E和1F是发现的河湖相沉积序列和黄土-古土壤序列。

图2. 渭南苌沟村沉积序列的粒度变化、渭河盆地年均温和年均降水及其与全球温度、地球运动轨道参数的对比。图2A、2B、2E是粒度时间序列变化;图2C是渭河盆地年均温和年均降水;图2D是全球平均温度变化;图2F是地球运动轨道偏心率变化。

近日,该课题在国际学术期刊Science Advances报道了最新研究成果,发现在地球历史上温暖的阶段,低纬和高纬环境变化同时影响东亚季风长期演化,为揭示亚洲季风气候演化的规律和机制,提供了新认识和重要证据。论文第一作者是地理与海洋科学学院博士生王逸超,通讯作者为鹿化煜教授;参加这项研究的还有我校地理与海洋科学学院、地球科学与工程学院及布朗大学的十位师生。

研究工作得到了国家自然科学基金前沿科学中心项目、重大项目和国际合作重点项目(编号41888101, 41690111, 41920104005)的联合资助。

文章信息: Yichao Wang, Huayu Lu, Kexin Wang, Yao Wang, Yongxiang Li, Steven Clemens,Hengzhi LvZihan Huang, Hanlin Wang, Xuzhi Hu, Fuzhi Lu, Hanzhi ZhangCombined high- and low-latitude forcing of East Asian monsoon precipitation variability in the Pliocene warm period. Science Advances, 2020, 6, eabc2414. P1-9.

https://advances.sciencemag.org/content/6/46/eabc2414