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北半球全新世气候千年周期变化及驱动机制探讨

严银汉  
【摘要】:北大西洋温盐环流在全球水汽与能量循环中扮演着重要的角色,联系着太阳活动、格陵兰气候变化和亚洲季风变化,是全球气候系统中最重要的组成部分之一,其气候千年周期变化是当今古气候研究的一个焦点。然而,全新世气候变化驱动机制并不稳定,周期变化具有很大的不确定性。气候变化的不稳定性预示着未来全球气候系统有可能出现大的调整,这将对全世界各国应对未来气候变化不确定性带来新的挑战。东亚季风变化不但影响我国气候长期演变的过程,而且对我国经济,社会的发展意义深远,因此深入研究亚洲季风在千年尺度周期上的变化特征及其背后的驱动机制显得至关重要。 本文根据北大西洋、亚洲和热带大洋典型的全新世气候记录,采用小波分析方法建立太阳活动与地球气候之间的联系,揭示了过去9000年,太阳活动千年周期能量传递存在一个逐级递减的过程。其中,能级A区:由太阳活动代用指标和北大西洋冰漂碎屑事件记录组成,其相关系数与方差贡献率均在0.41和17%左右;能级B区:由3支石笋记录(DA,HS4和Q5)以及GRIP, GISP2, North GRIP和重建格陵兰温度等北大西洋气候记录共同组成,其相关系数与方差贡献率均在0.29和7.8%左右;能级C区:由Cariaco盆地Ti含量记录组成,其相关系数和方差贡献率分别为0.28和7.2%,与太阳活动的相位差为332年。同时发现,北大西洋冰漂碎屑事件与太阳活动的相位差最小,表明由太阳活动驱动的冰漂事件是地球气候变化的起始点。 在冷暖期转化过程上,亚洲石笋δ18O记录与格陵兰冰芯δ18O记录呈现相反的模式,即亚洲弱季风事件滞后而强季风事件超前;格陵兰冰芯冷期超前而暖期滞后。这一模式的发现表明,由于北极一挪威海对海表盐度敏感反应,放大了太阳活动的冷期输出信号,并通过THC循环传输至全球各气候系统;另外,北欧淡水注入可能减弱北大西洋深层水体(NADW)的形成,继而影响暖期时正常的THC循环,最终导致亚洲季风强事件直接受太阳活动驱动,弱事件则响应于冰漂事件。


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