西伯利亚高压通过调节冬春季的近地面风强度，影响着我国北方粉尘活动的变化，因此了解西伯利亚高压强度的变化历史及其驱动机制，能够为预防未来沙尘暴活动的发生提供科学指导。黄土是沙尘暴过后的沉积物，是重建过去近地面风和西伯利亚强度的直接载体。在以往的黄土研究当中，粒度参数如平均粒径、中值粒径或粗组分含量等指标被用于重建近地面风强度变化，进而反演西伯利亚高压强度的变化。新近研究发现这些常用的粒度指标可能会受到物源以及植被覆盖度变化的影响。因此，找到一个敏感的指示风强度的指标尤为重要。

　　地球环境研究所中亚黄土研究组发现密度大的矿物通常与密度小，但是粒径更大的矿物一起搬运和沉积，这种效应被前人描述为“等效沉积效应”。理想状态下，矿物粒径的比值能够根据矿物密度之间的比值计算得到。但是，风力越强，风对矿物的选择性会越差，会导致“等效沉积的效应”越不明显，即不同矿物之间粒径差别越小，沉积物碎屑颗粒粒径分布越均匀。粒度分选系数就是反映沉积物碎屑颗粒粗细均匀程度的参数。因此，风力越强，分选系数越小。进一步根据Stokes’方程和伯努利方程论证了风力强度与粒度分选系数之间的关系。并指出粒度分选系数几乎不受物源和植被覆盖度变化的影响。因此，将其初步应用于新疆塔城盆地额敏河河流阶地上一处14 m厚的末次冰期黄土剖面的古环境重建（图1）。

　　图1  新疆塔城KETB黄土剖面位置

　　研究发现，（1）不同于平均粒径和粗组分含量指标，分选系数指标表明在北大西洋千年尺度气候事件（Heinrich事件）期间，西伯利亚高压显著增强，并且西伯利亚高压强度大体上以5千年周期波动。（2）进一步与东亚季风区的石笋记录对比，发现更高的分选系数对应更偏负的三宝洞石笋δ¹⁸O值，表明末次冰期西伯利亚高压与东亚夏季风强度呈现反相位的变化关系（图2）。（3）通过比较千年尺度气候事件的幅度，进一步发现分选系数幅度的变化与北极海冰的幅度变化更相似，支持了北极海冰对西伯利亚高压强度的影响。

　　图2 分选系数与三宝洞石笋δ¹⁸O、格陵兰冰芯δ¹⁸O、以及北极海冰记录的对比

　　该成果最近发表在国际期刊Paleoceanography and Paleoclimatology上，程良清博士为第一作者，宋友桂研究员为通讯作者，该研究得到了中科院专项B、青藏高原第二次综合考察研究和国家自然科学基金等项目的联合资助。

论文链接：Cheng, L., Song, Y., Yang, L., Chang, H., Wu, Y., Long, H., Miao, X., Dong, Z., 2022. Variations of the intensity of the Siberian High during the Last Glacial revealed by the sorting coefficient of loess‐paleosol deposits in Eastern Central Asia. Paleoceanography and Paleoclimatology 37, e2022PA004468. https://doi.org/10.1029/2022pa004468