聞正

本刊訊 中國科學院地球環(huán)境研究所研究員蔡演軍和中科院院士安芷生等學者。聯(lián)合美國加州大學伯克利分校和明尼蘇達大學等多個國家和地區(qū)的研究人員，對我國西南洞穴石筍記錄以及集成降水同位素的全球氣候模式模擬進行研究，最新成果于2015年2月23日在線刊登于《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究團隊重建了過去25.2萬年印度季風降水的歷史和變率。并結合集成降水同位素的全球氣候模式模擬的結果、探討了印度季風降水在冰期一間冰期、歲差周期和千年尺度的變化及其與東亞季風區(qū)石筍記錄的異同和動力機制。

印度季風是全球最強盛的熱帶季風氣候系統(tǒng)，其降水變化對南亞地區(qū)世界四分之一人口的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生著重要的影響。過去對印度季風氣候變化的認識大多來自對海洋沉積物的研究，主要是根據(jù)印度洋上涌流強度變化所指示的夏季風風場強度來反演和重建。然而，對區(qū)域社會生存和發(fā)展至關重要的大陸季風降水變率的研究卻較為薄弱。

已有海洋和黃土、湖泊等陸地記錄表明，包括印度季風和東亞季風在內的亞洲季風氣候變化不僅具有顯著的歲差周期，而且具有冰期一間冰期旋回（十萬年周期）的波動。這與東亞季風區(qū)石筍δ¹⁸O記錄由歲差周期主導，缺少冰期-間冰期旋回波動存在顯著差異。如何解釋東亞季風區(qū)石筍記錄及其與其他沉積記錄之間的差異就成為當前亞洲季風氣候變化研究的焦點和熱點問題。位于我國西南的云南。其降水主要受季風氣候影響且與印度北部和中印半島北部降水密切聯(lián)系。現(xiàn)今降水的水汽源主要來源于孟加拉灣，且模擬結果表明，該地區(qū)水汽來源在末次盛冰期時也變化不大，因此該地區(qū)降水同位素組成的變化就較好地指示了印度季風降水強度的變化。

通過對云南洞穴石筍進行高精度鈾系測年和氧同位素組成分析，研究團隊建立了過去25.2萬年以來印度季風降水的變化歷史，發(fā)現(xiàn)石筍δ¹⁸O記錄的印度季風降水的變化不僅存在主導的歲差周期，而且具有顯著的冰期一間冰期旋回，揭示了印度季風對冰量變化的顯著響應；與集成降水氧同位素組成變化的全球大氣環(huán)流模式數(shù)值模擬的結果進行對比分析，研究團隊提出云南石筍δ¹⁸O記錄與東亞季風區(qū)石筍δ¹⁸O記錄在冰期一間冰期尺度上的差異，主要是由冰期-間冰期海平面變化及其導致的西太平洋大陸架的出露，引起中國東部降水不同水汽源貢獻及其同位素組成發(fā)生顯著變化，而在印度季風影響區(qū)水汽源變化不大的差異所致。這一研究結果對于深刻認識和理解東亞季風區(qū)石筍δ¹⁸O記錄，調和石筍δ¹⁸O記錄和海洋、黃土等亞洲季風記錄的矛盾具有重要意義。