地球環(huán)境所揭示早全新世高緯冰蓋退縮導(dǎo)致東亞夏、冬季風(fēng)差異化響應(yīng)

在全球變暖背景下，極地冰蓋的快速融化正成為地球氣候系統(tǒng)的關(guān)鍵“臨界點”，不僅推動海平面上升，更可能深刻影響全球大氣與海洋環(huán)流格局。作為對人類社會影響最深遠(yuǎn)的區(qū)域氣候系統(tǒng)之一，東亞夏、冬季風(fēng)在冰蓋消融背景下的響應(yīng)機制與未來趨勢備受關(guān)注。然而，冰蓋退縮對東亞夏、冬季風(fēng)的長期差異性影響仍缺乏清晰認(rèn)識。

近日，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所黃土與氣候變化團隊通過對中國黃土高原西部巴謝剖面的高分辨率多指標(biāo)分析，重建了全新世以來東亞夏、冬季風(fēng)的演化過程。研究發(fā)現(xiàn)，代表夏季風(fēng)強度的Rb/Sr比值和磁化率，以及反映冬季風(fēng)變化的Zr/Rb比值和粒度指標(biāo)，在全新世早期呈現(xiàn)出顯著的“差異化響應(yīng)”特征：夏季風(fēng)在早全新世一直保持偏弱狀態(tài)，直到進入中全新世才開始增強；而冬季風(fēng)則自早全新世初期起持續(xù)減弱，于約9.8 ka達(dá)到最弱狀態(tài)，隨后又逐漸增強（圖1）。

研究團隊認(rèn)為，早全新世殘余的北半球高緯冰蓋通過維持較高的地表反照率并抑制水汽向北輸送，顯著削弱了東亞夏季風(fēng)的水汽輸送能力。盡管冰蓋在逐步退縮，但在約8 千年前之前，其仍保持著相當(dāng)規(guī)模，使夏季風(fēng)長時間受限于中低緯地區(qū)，難以進一步北移。直到勞倫泰德冰蓋大幅消融后，東亞夏季風(fēng)才迅速增強，表現(xiàn)出典型的延遲響應(yīng)特征。與之形成鮮明對比的是，東亞冬季風(fēng)在同一時期卻呈現(xiàn)持續(xù)減弱的趨勢。隨著冰蓋的逐漸消融，極地與中緯度間的溫度梯度逐漸減弱，西伯利亞高壓同步衰退，導(dǎo)致冬季風(fēng)強度長期減弱。東亞夏、冬季風(fēng)的這種差異化響應(yīng)揭示了冰蓋退縮對季風(fēng)系統(tǒng)的復(fù)雜調(diào)控作用。

該研究為理解冰凍圈變化與季風(fēng)系統(tǒng)之間的長期耦合提供了新的古氣候證據(jù)，對評估未來高緯度冰蓋退縮可能引發(fā)的區(qū)域水循環(huán)與氣候風(fēng)險具有重要啟示意義。該成果以“Asymmetric response of East Asian summer and winter monsoons to high-latitude ice-sheet retreat during the early Holocene”為題發(fā)表在國際地學(xué)期刊Global and Planetary Change上。論文第一作者為劉星星副研究員，孫有斌研究員和劉星星副研究員為共同通訊作者。

本研究得到了國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會等項目的聯(lián)合資助。

文章鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092181812500476X

圖1 巴謝剖面（BX）東亞夏、冬季風(fēng)記錄與區(qū)域和全球環(huán)境指標(biāo)對比