近期，地球环境所研究团队联合了中国、美国、英国和瑞士多位科学家，综合分析了来自海洋和陆地四个百年分辨率的元素比值变化序列，探讨了更新世以来千年尺度气候变率特征及其与地球轨道参数变化的关系。

　　

　　图1 四个高分辨率更新世气候变化记录位置图

　　四个高分辨率记录分别来自北大西洋冰筏沉积核心区U1308孔和伊比利亚海岸U1385孔、巴尔干半岛奥赫里德湖(Ohrid)和中国黄土高原古浪黄土(图1)。基于末次冰期北半球气候突变事件的同步性，利用中国石笋δ¹⁸O记录作为基准曲线，校准了60万年来四种元素比值对应的突变事件年龄，在60万年之前则利用U1308孔Si/Sr比值作为其它三个记录的年龄靶曲线，构建了四个元素比值变化的同步时间序列(图2)。

　　 

　　图2 黄土、湖泊和深海沉积的敏感元素比值变化及其与深海δ¹⁸O记录对比

　　四种元素比值千年变率的频谱结果表明，突变事件幅度在10万 、4万和2万年频段表现出明显的周期性。千年气候变率与冰量和轨道参数变化的小波相干谱图，揭示出在10万和4万年周期上千年尺度变率明显受到冰量变化调制，尤其在中更新世气候转型之后；在4万和2万年频段上千年尺度气候变幅持续受到斜率和岁差影响(图3)。

　　 

　　图3 四种元素比值千年尺度变率与冰量(a-LR04)和轨道参数(b-ETP)小波相干谱图

　　将四个元素比值归一化后进行整合，生成了陆地-海洋集成的更新世气候波动序列，揭示出千年尺度气候变化在最近1.5百万年持续存在，气候突变事件的数量和幅度在冰期和间冰期不同气候背景下有较大差异(图4)。在中更新世之前，气候突变的剧烈程度主要受到岁差和倾角这两种轨道参数变化的影响，而到中更新世之后全球冰量和轨道参数均可调制千年尺度气候事件的变化幅度。

　　 

　　图4 最近1.5百万年轨道-千年尺度气候变率

　　该研究成果11月1日在线发表于Nature Geoscience，受到国家自然科学基金委杰出青年基金(41525008)和中国科学院B类先导专项 (XDB40000000)资助。

　　原文链接：

　　https://www.nature.com/articles/s41561-021-00794-1

　　数据链接：

　　https://doi.org/10.12262/IEECAS.EAPSD2021001