地球环境研究所揭示新仙女木时期东亚季风对北大西洋淡水的响应机理

  新仙女木事件(12.9-11.7 ka BP)作为千年尺度上一次典型的气候突变事件,导致了北大西洋甚至整个北半球大部分地区的快速变冷。目前主要假设认为这一事件的发生可能与北大西洋大量淡水注入有关。在亚洲地区,相关的古气候重建记录表明,在新仙女木期间东亚夏季风显著减弱。然而,对于这一事件导致的整个欧亚地区气候变化和潜在的动力学机制仍然缺乏足够的认识。

  最近,中国科学院地球环境研究所武洁博士研究生、石正国研究员及其合作者利用过去21,000年瞬变气候模拟试验(TraCE 21ka),分析了新仙女木期间亚洲地区气候特征的响应,特别是东亚夏季风的变化。并评估了不同强迫因子下(淡水强迫、温室气体、轨道强迫、冰盖变化)亚洲地区地表温度和降水的响应。研究结果表明:(1)在新仙女木期间,由淡水注入引起的显著降温从北大西洋蔓延到整个欧亚大陆,造成了亚洲地区的不同程度的降温,这与古气候代用记录结果相一致。(2)模拟的东亚夏季风显著减弱,同时东亚、南亚和中亚地区的夏季降水也有所减少。(3)通过对高层环流变化分析得出,北大西洋的剧烈降温在欧亚大陆的中纬度地区产生了向东传播的波列,同时,东亚上空海陆热力差异有所减少,共同导致了东亚夏季风环流的减弱。该结果有助于加深我们对新仙女木时期亚洲地区气候变化特征的认识,同时对北大西洋地区如何影响亚洲地区的遥相关机制有了进一步的理解。

  该研究成果已发表于Quaternary Science Reviews本研究成果受到中国科学院B类先导专项(XDB40030000)和国家自然科学基金(41888101, 41977382)共同资助。

  Wu, J., Shi, Z., & Yang, Y. (2022). Response of East Asian summer monsoon climate to North Atlantic meltwater during the Younger Dryas.Quaternary Science Reviews,295, 107766.

  https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2022.107766

   

  图1.新仙女木时期TraCE 21ka全强迫模拟中(a)地表温度和(b)夏季降水(填色)及850hPa 风场(矢量箭头)的变化。

   

  2.新仙女木时期TraCE 21ka全强迫及各单因子强迫模拟中各典型区域地表温度和降水的相对贡献。

   

  图3.新仙女木时期TraCE 21ka淡水强迫模拟200hPa 位势高度纬向偏差(填色)及风场(矢量箭头)的变化。


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