大约在16000到11000年前,地球经历了末次冰消期,气候从寒冷干燥逐渐变为温暖湿润。在这段时期,全球各地发生了一系列剧烈的气候变化,例如持续了1300年的新仙女木期(YD冷事件)和波令暖期(BA暖事件)。那么,这些气候变化对中国不同地区的水文环境产生了哪些影响呢?
最近,科学家们通过研究山西莲花洞的石笋,并结合中国东部季风区其他18个地点的古环境数据,揭示了YD和BA时期中国南北降雨的差异变化。
研究发现,在BA暖期,整个华北地区较为湿润,而东北北部地区则较为干燥。相反,在YD冷事件期间,华北地区变得干燥,而东北北部地区却相对湿润。这种相反的降雨模式与东亚夏季风的进退变化密切相关。
有趣的是,长江中下游地区的降雨变化趋势与华北地区恰好相反:YD时期湿润,BA时期干燥。这种南北“跷跷板”式的降雨模式与现代气候背景下的“南涝北旱”或“北涝南旱”现象非常相似。
科学家们推测,西风环流和西太平洋副热带高压的变化可能是导致中国南北降雨差异的主要原因。
这项研究的另一个重要发现是,山西石笋的多项指标在千年尺度气候变化中表现出一致性,这表明石笋的氧同位素可以有效地指示东亚夏季风强度和区域降雨变化。
图1 北方地区不同地质记录在YD和BA时期的区域干、湿变化特征
图2 南北方石笋多指标记录的区域水文环境差异(a)山西莲花洞石笋记录(本研究);(b)长江中下游地区湖北豪猪洞石笋记录(Zhang et al., 2018)。黄色的条带指标BA 暖期,而蓝色的条带指示YD冷期。黑线指示原始数据6点平滑线。紫色的曲线是重建的区域降水曲线:左边是山西公海记录(Chen et al., 2015),右边是模拟的中国南方降水曲线(He et al., 2021)
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