印度尼西亚弗洛勒斯海LGM以来的古海洋学记录

弗洛勒斯海位于印度尼西亚穿越流通道上,它的古海洋学特征对于理解LGM以来穿越流活动历史,及其与全球气候变化的关系具有重要意义．通过对弗洛勒斯海SHI9011岩心δ^18O、δ^13C浮游有孔虫组合及碳酸盐含量等古海洋学记录的研究,认为研究区沉积速率不高,生物生产力却并不低于高沉积速率的近陆地区．冰期时海平面下降,陆源物质输入量增加,使得古生产力上升．冰消期终止期IA海平面快速上升,陆源营养物质供应减少,同时穿越流活动增强,抑制了下部水体向上运动,古生产力开始下降．8～6ka前后,强烈的东南季风使得研究区上升流活动增强．     

爪哇海末次冰盛期以来的季风与穿越流活动记录

文章通过SHI9034岩芯氧同位素曲线、AMS¹⁴C测年、浮游有孔虫组合及其所反映的温盐变化特点,并与爪哇海北部的SHI9006岩芯对比研究,获得如下认识:末次冰期21～15kaB.P.阶段,爪哇海区东南季风强而西北季风微弱,气候冷干,混合层薄,生物生产力高;15～10kaB.P.和10～7kaB.P.阶段由于海平面迅速上升,望加锡海峡和龙目海峡通道变宽,出现较强的表层穿越流活动;早全新世东南与西北季风都有增强,说明当时研究区气候有着更强的季节性;7～3kaB.P.阶段,爪哇海北部的穿越流主要在温跃层水中传输,到达爪哇上升流区时,上升至表层,使得混合层增厚,同时也抑制了上升流活动;约3kaB.P.以来,研究区穿越流活动表现与现代相近的性质,主要在温跃层水中传输。     

印度尼西亚多岛海末次冰期最盛期以来的穿越流活动

印度尼西亚穿越流是西太平洋和印度洋之间热量传输的重要载体,穿越流的活动由潜在地影响El Nino和季风现象进而影响到全球气候变化。通过对爪哇海SHI9006岩心LGM以来氧同位素、有孔虫与CaCO3沉积量、浮游有孔虫浅层水种与深层水种比值反映的古温跃层变化等的研究,得出结论：研究区末次冰期氧同位素2期穿越流活动微弱,冰后期穿越流活动增强;特别是冰消期终止期IA,穿越流活动由弱迅速增强,是冰川消融、海平面上升,印度尼西亚岛弧古海水通道开放的结果。     

澳大利亚大堡礁海域近15万年沉积记录及古气候演化

对IODP325航次M0058A沉积岩心柱的矿物学和地球化学特征进行了详细研究,并将其与南极Vostok冰心各古气候阶段进行对比。结果表明,澳大利亚大堡礁海域海平面变化对南极冰盖增加或消融变化响应敏感。末次冰期发生之前为暖期,即Vostok冰心G阶段(140~116ka BP),冰川融化,海平面较高。沉积物红度增高,说明该时期大堡礁海域及沿岸温度较高,降雨量及其导致的入海径流较大,随之入海的石英等矿物也增多,形成较低的碳酸盐/石英含量比值;随着全球气候进入末次冰期(对应于Vostok冰心F、E、D、C和B阶段),尽管也有冷暖变化,但整体上,大堡礁海域海平面较低。在F和E阶段(116~73ka BP),沉积物红度较低,陆源输入较少,大堡礁海域海洋古生产力较低,导致沉积物有机质含量较低;在D阶段(73~58ka BP),大堡礁海域沿岸为冷干期,海平面也较低,该时期M0058A沉积岩心主要由砂构成;在C阶段(58~30ka BP),大堡礁海域降雨转多、气候较为湿润,但碳酸盐/石英含量比值较低,陆源输入物质较多,或导致了较高的海洋古生产力,从而形成沉积物高有机碳含量;在B阶段(30~13ka BP),沉积物红度较高,陆源的营养物质较多,导致总有机碳水平较高。但大量的陆源砂质物质输入,导致了碳酸盐/石英比值较低;在A阶段,末次冰期结束,全球进入末次冰后期,气温逐渐增高,冰川融化,降水增多,海平面增高,陆源营养物质增多,导致沉积红度增高、有机质含量增加。同时海平面增高,大堡礁海域水深增加,岩心M0058A所在的位置远离海岸,水动力水平较低,利于碳酸盐沉淀、不利于石英等陆源物质运移,导致该处的碳酸盐/石英比值增高。上述研究结果为全面评价末次冰期以来大堡礁海域气候环境变化提供了数据基础。     

云南异龙湖沉积物粒度空间变化特征及其环境指示意义

文章以滇东南浅水湖泊异龙湖作为研究对象,通过对湖泊不同位置的40个表层沉积物样品进行粒度测试,结合流域自然地理要素和人类活动特征,分析了异龙湖表层沉积物粒度空间分布特征,并探讨了其影响因素。结果表明,异龙湖表层沉积物沉积类型主要有粘土质粉砂、粉砂质粘土以及砂-粉砂-粘土3种,其中以粘土质粉砂类型为主,其次为粉砂质粘土。粉砂(4~63μm)为异龙湖表层沉积物优势粒径成分,其含量介于57.08%~82.41%,其次为粘土(小于4μm),介于11.22%~35.58%,砂组分(大于63μm)含量最低,含量介于0.16%~25.80%。异龙湖表层沉积物具有明显的空间分布特征,其中粉砂类似同心圆的空间分布特征,其含量由湖区的中间地带分别向西北、西南、东南3个方向递增;而粘土含量则呈现出相反的趋势。由于受断层影响,异龙湖表层沉积物各粒度组分形成了西北、东南两个相对对称的区域;西北湖区沉积物粒度分布特征同时受自然环境与人类活动的影响,沉积物类型主要有粘土质粉砂和粉砂质粘土,其中以粘土质粉砂为主;而东南深水湖区由于受人为干扰因素较弱,可以视为认识自然状态下物质搬运过程、探讨水动力特征以及研究自然湖泊沉积和气候变化的理想场所。     

末次冰期以来南海北部物源及古环境变化的有机地球化学记录

文章在AMS～14C定年的基础上建立了南海北部MD05-2905钻孔（20°08.17′N,117°21.61′E）末次冰期以来有机地球化学记录的时间序列,利用其中的正构烷烃、甾醇和烯酮等有机分子标志物对南海北坡25ka以来沉积物物源、气候环境变化进行探讨。长链正构烷烃总含量和浮游植物标志物总含量表明25.0～14.5kaB.P.时段南海北部沉积物中陆源物质输入、海洋初级生产力浮游植物输入均较高,14.5～8.5kaB.P.时段迅速降低,全新世8.5kaB.P.之后稳定在较低水平。末次冰期海平面低,陆架出露面积大,陆源物质搬运至沉积地点的距离短,强盛的冬季风及其驱动的洋流有利于大量的陆源物质搬运至该沉积地点;14.5kaB.P.,对应于MWPIa时期,陆源物质输入迅速减少,海洋初级生产力的迅速降低,印证了此时海平面的快速上升。C31/C17物源参数表明陆源物质输入和海洋内生源输入在25.0～14.5kaB.P.时段和14.5～8.5kaB.P.时段分别占据了主要地位,这表明海平面变化对陆源物质输入影响可能更大;全新世8.5ka之后,陆源、海洋内生源输入交替占据主要地位,这可能与东亚季风增强有关。从有机分子标志物研究来看,海平面的变化对陆源物质输入及总海洋初级生产力可能均有重要控制作用,但海洋初级生产力中某些藻类如硅藻可能受控于不同的气候因素。C28甾醇含量指示硅藻在MWPIa和MWPIb时期大量增多,这可能是14.5～8.5kaB.P.海洋内生源输入相对较多的重要原因,同时,对11.0～8.5kaB.P.时段的碳酸钙低值事件可能有一定贡献,但其对海陆环境的响应还有待于进一步研究。     

东北印度洋区BAR9427岩心末次冰期以来的古季风活动记录

末次冰期旋回尤其是氧同位素3期气候明显不稳定, 南亚季风活动并不遵循冰期间冰期的规律.通过东北印度洋区位于安达曼海南部、苏门答腊岛西北端格雷特海峡的BAR9427岩心的古海洋学研究, 并与相邻孟加拉湾地区的MD77181和MD81349二支岩心进行对比分析, 认识到末次冰期氧同位素2期时, 研究区东北冬季风增强, 上升流活跃, 古生产力较高, 同时近岸地区蒸发作用强烈, 海水盐度升高.末次冰期大间冰阶氧同位素3期的早、晚期, 研究区西南夏季风活动强烈, 向东的西南季风流, 使得孟加拉湾中部盐度升高, 而北部由于季风降雨, 大量的淡水输入使得盐度大幅度下降, 且八月盐度远低于二月.西南夏季风变化遵循23ka的岁差周期, 在我国青藏高原、黄土与沙漠以及阿拉伯海等区都有表现.      

日本海末次冰期千年尺度古环境变化的地球化学记录

日本海末次冰期交替出现的深色层与浅色层可能记录了格陵兰冰芯指示的Dansgarrd-Oeschger旋回冷暖变化。本文对取自日本海南部KCES1岩芯纹层沉积物进行了高分辨率XRF岩芯扫描地球化学测试,运用因子分析来判别沉积物不同组分和来源。结果显示深色纹层中指示陆源碎屑来源元素Al,K和Ti含量较高,而代表生源组分的元素Ca和Sr含量较低;浅色层相反。深浅色纹层元素含量变化指示的陆源碎屑输入波动记录了Dansgarrd-Oeschger旋回信号,与冷期相比,在温暖期钻孔沉积物中较多的陆源碎屑可能是由加强的东海沿岸流带入日本海。末次冰期格陵兰和北大西洋等高纬地区气候变化导致大气环流和/或洋流系统发生改变,从而对东亚季风降水的调控可能是造成KCES1岩芯中元素含量变化的主要原因。     

南海西部54万年以来元素地球化学记录及其反映的古环境演变

通过对南海西部上升流区MD05-2899孔开展高分辨率碳酸盐地层学和XRF岩芯扫描元素地球化学分析,重建了晚第四纪54万来以来东亚夏季风的演化历史,探讨海平面升降对南海西部陆源碎屑供应量的影响。研究选用了ln(Ba/Al)作为该海区古生产力的指标,ln(Br/Al)作为有机物的指标,ln(Ti/Al)作为陆源碎屑供应量的指标。研究结果显示,东亚夏季风在过去54万年以来强度不断增强,具有明显的冰期—间冰期旋回特征,在间冰期强盛和冰期减弱,是控制该海区有机物含量变化的主要因素。东亚夏季风不断强盛可能直接导致了南海周边陆地降雨增强,河流径流量加大,使得南海西部上升流区域的陆源碎屑供应量在间冰期明显高于冰期。研究发现,当相对海平面低于-60 m的时候,大面积暴露的巽他陆架可能向南海西部深水区输入大量陆源碎屑物质,造成研究站位的陆源碎屑供应量在冰盛期出现高值。因此,晚第四纪的东亚夏季风演化和海平面升降共同控制了南海西部上升流区陆源碎屑物质供应量的变化。     

长江三角洲晚第四纪地层沉积物源特征及其对季风气候变化的响应

物源分析可以反演河流系统演化过程中,构造运动、气候变化与海平面升降等因素的影响。选择长江三角洲现代、中全新世和末次盛冰期3个代表性时代的沉积物样品,进行重矿物组合、锆石U—Pb年龄谱系等分析,以揭示不同气候条件下长江三角洲河口沉积物源的变化。与末次盛冰期相比,中全新世沉积物中榍石、锆石含量较低,重矿物GZi指数较大,古元古代锆石含量较高,但白垩纪、新元古代锆石含量较低。这些特征表明中全新世长江河口沉积物有更多源自上游地区的物质,这种变化可能与流域受夏季风影响的降雨量变化有关。初步分析认为,末次盛冰期研究区季风很弱,降雨量和径流量均下降,上游物质较少被搬运至河口;全新世季风加强后,降雨量和径流量均上升,此时河口沉积物更多源自上游,尤其是在中全新世夏季风最强盛期。     

黄旗海湖泊沉积记录的早中全新世大湖期环境的差异性

内蒙古黄旗海H6剖面揭示了最近间冰期古湖泊涨缩的一个完整旋回。基于OSL年代、粒度并结合沉积物地球化学等数据,分析了黄旗海在早、中全新世（约（11.4±1.1～6.7±0.7）ka）大湖期指标记录特点与环境意义。研究认为黄旗海全新世大湖期可分为三个阶段:1）（11.4±1.1～9.3±0.9） ka BP,半深水环境、湖水盐度低、流域存在有利于化学风化的湿润气候条件;2）（9.3±0.9～7.7±0.7） ka BP,湖水变浅、湖泊萎缩、湖泊盐度升高,流域可能存在不利于化学风化的干燥气候;3）（7.7±0.7～6.7±0.7） ka BP,大湖期结束,指标记录存在剧烈波动,揭示气候具有宽幅震荡特征。同时,研究初步认为Mn/Li比值可以作为流域化学风化的指标指示。     

Holocene Vegetation and Climate Changes in the Huangqihai Lake Region, Inner Mongolia

A consensus on Holocene climate variability at the modern northern fringe of the East Asian summer monsoon (EASM) region remains elusive. Here, we present a pollen-based reconstruction of vegetation history and associated climate variations of a sediment core from Huangqihai Lake, central Inner Mongolia. During 10.7 to 8.8 cal kaBP, typical steppe with small patches of forest dominated the lake area, suggesting a moderately wet climate, followed by ameliorating climatic conditions until 8.0 cal kaBP as deduced by the expansion of forest. Typical steppe recovered the lake area between 8.0 and 7.2 cal kaBP, reflecting a deterioration of climatic conditions; in combination with other proxy records in the study region, we noticed that severe aridity was prevailed in the lake area between 8.0 and 7.6 cal kaBP. During 7.2 to 3.2 cal kaBP, abundant tree pollen indicated dominance of forest-steppe around the lake, marking regionally wet conditions. A notable absence of broadleaved trees after 5.2 cal kaBP reveals a slight drying trend, and climate deterioration from 4.5 to 4.1 cal kaBP might be linked to the 4.2 ka event. After 3.2 cal kaBP, a transition to steppe was associated with dry conditions in the region. Based on our pollen record and prior paleoclimatic reconstructions in the Huangqihai Lake region, there was a generally-accepted, stepwise shift to a wet climate during the early Holocene, an overall humid climate from 7.2 to 3.2 cal kaBP, and then severe drought for the rest of the Holocene. Moreover, regional comparisons among pollen records derived from lakes situated in the temperate steppe region suggested a roughly synchronous pattern of vegetation and climate changes during the Holocene and demonstrated an intensified EASM during the middle Holocene.     

一个耦合气候系统模式模拟的中全新世时期亚洲季风系统变化

本文分析了一个耦合模式FGOALS_g1.0对工业革命前气候(0ka)和中全新世时期(6ka)亚洲夏季风的模拟结果。在该研究中我们主要分析季风降水变率较大的区域,即东亚夏季风区(20°～45°N,110°～120°E)和印度夏季风区(10°～30°N,70°～80°E)。尽管耦合模式的普遍偏差依然存在,该模式反映出亚洲季风系统是海陆热力性质差异的结果,并较好地模拟出了0ka亚洲夏季风大尺度环流的特点和季节变化的特征。6ka和0ka比较分析的结果表明,6ka时期欧亚大陆增暖,海陆温度梯度加强; 印度夏季风降水从南亚大陆北移到 30°N 附近,位于青藏高原南侧的降水大值中心降水加强; 东亚季风区降水则表现为华北地区减少,长江流域和华南地区降水增加的特点。但合理地模拟季风爆发仍然是耦合气候系统模式的难点之一。
6ka时期亚洲夏季风变化是和大尺度季风环流的变化联系在一起的,而其根本原因是中全新世时期地球轨道参数变化所引起的太阳辐射变化,北半球季节循环的振幅加强。海陆热力性质的差异所导致海陆温差加大使得北半球的季风环流加强,印度夏季风高空东风在 20°～30°N 加强,低层赤道东风加强,跨赤道后的西南气流向北推移,从而使得印度夏季风降水雨带北移到 30°N 附近。东亚季风区的高低空温度场的配置使得副热带高空急流减弱,位置偏南,从而有利于华北地区的高空出现异常的辐合,中层为异常的辐散,抑制了季风降水的发展; 长江流域和华南地区则相反,季风降水降水加强。     

末次盛冰期西太平洋海温差异对亚洲夏季风影响的数值模拟

文章利用Zhao等的模拟结果,进一步研究了在末次盛冰期(LGM)情景下汪品先和CLIMAP两种重建海洋表面温度(SST)资料差异对亚洲夏季风的影响。模拟结果表明:在LGM情景下西太平洋海域SST资料的不同对模拟的亚洲夏季风有着十分重要的作用。夏季,与CLGM方案相比,在WLGM方案中,当热带西太平洋SST较暖时,印度地区的大气热量出现显著增加,大气热量的这种变化,使得南非高压、南印度洋经向Hadley环流加强,伴随着索马里越赤道气流加强,也导致了印度季风区纬向季风环流的加强,从而造成了印度夏季风增强、降水增多;与较暖的热带西太平洋相对应,澳大利亚高压和120°E附近越赤道气流减弱,东亚季风区20°N以南经向季风环流加强、20°N以北经向季风环流减弱,指示着一个强的南海夏季风和较弱东亚副热带大陆夏季风。     

三门峡地区末次盛冰期至全新世早期的古季风事件

通过三门峡地区小刘寺剖面黄土- 古土壤序列磁化率曲线和粗颗粒组分含量曲线的研究,发现它们分别指示的夏季风和冬季风变迁在末次冰消期向全新世转变时的新仙女木事件中显示不同的变化特征。夏季风的加强过程对应于冬季风的大幅度波动,气候为凉湿背景上的冷湿与暖湿振荡。冰后期的早期为全新世第一暧期。夏季风强盛对应于冬季风衰弱的湿暖气候,它由夏季风锋面降水的穿时性所决定,在华北地区为全新世适宜期。8 kaBP 前后为夏季风偏弱对应于冬季风偏强的干冷气候,是具有普遍意义的全新世第一冷期。这3 次古季风事件可与格陵兰冰芯记录进     

16 ka以来冲绳海槽中南部沉积物物源演化及其对古气候的响应

基于有孔虫AMS14C年龄年代框架,通过冲绳海槽中南部的OKT12孔沉积物黏土矿物的分析,探讨了16 ka以来冲绳海槽细颗粒沉积物的物源变化及其对源区气候的响应。研究结果显示,10 ka时黏土矿物组成发生明显变化,伊利石、绿泥石含量增加,高岭石、蒙皂石含量减少,指示物源由之前的长江和东海陆架源转变为台湾源。受到海平面上升影响,长江河口和冲绳海槽距离增加,夏季风增强,黑潮增强,既搬运台湾来源物质,又阻碍长江物质跨陆架输运,在这些因素综合作用下,长江物质减少、台湾物质增加。高岭石/（伊利石+绿泥石）和绿泥石/（伊利石+蒙皂石）比值在4 ka以来增加指示全新世晚期台湾源区侵蚀强度发生变化。4 ka前后物源判别显示,OKT12孔沉积物来源由台湾东北部河流变为台湾东南部河流,反映了该时期季风降雨导致源区台湾不同区域的侵蚀差异,可能与ITCZ南移、ENSO活动增强有关。     

Intensification of the East Asian Monsoon in Southern China at about 300–400 kaBP Inferred from Eolian Deposits in the Middle-lower Reaches of the Yangtze River

In the East Asian monsoon region,eolian deposits widely distributed in the middle-lower reaches of the Yantgze River are among the best materials available for studies on Quaternary climate change in the subtropical zone of Southern China.Typical eolian deposits in this region include upper Xiashu Loess(XL) and underlying Vermiculated Red Soil(VRS) layers.In this paper,chronological and paleoclimatic studies are conducted on an eolian deposit sequence near Jiujiang(JJ) city in northern Jiangxi province.A magnetostratigraphic study,combined with optically stimulated luminescence(OSL) dating,is conducted on the JJ section and provides further evidence that eolian deposits in the middle-lower reaches of the Yangtze River have been formed since the late Early Pleistocene,and that the boundary age between the XL and VRS layers is about 300-400 kaBP.In grain-size records of the JJ section,the median grain-size and content of the 30 μm size fraction increase sharply after 300-400 kaBP,representing an East Asian winter monsoon intensification event.Further pollen analysis reveals differing pollen assemblages before and after 300-400 kaBP:there is an evident increase in plants adapted to grow in a warm humid environment after 300-400 kaBP,implying an increase in precipitation caused by intensification of the East Asian summer monsoon.Global ice volume and uplift of the Tibet Plateau(TP) are regarded as crucial factors influencing variations of the East Asian monsoon on a long-term scale.The deep-sea δ~(18)O record,which reflects variations in global ice volume,shows no obvious change after 300-400 kaBP.Moreover,the influence of global ice volume changes on the East Asian summer and winter monsoons is inverse;the global ice volume increase(decrease) implies a strengthened(weakened) winter monsoon and weakened(strengthened) summer monsoon.We therefore interpret the coupled intensifications of the East Asian summer and winter monsoons at about 300-400 kaBP to the uplift of the TP in the Middle Pleistocene.This climate event is also documented in eolian deposits from the southern margin of the Chinese Loess Plateau(CLP) and from the desert-loess transitional belt.However,it is not recorded in the loess-paleosol sequences from the central part of the CLP,thereby indicating differing climate responses to TP uplift in different regions,which requires further study.     

Sea-Surface Temperatures and the History of Monsoon Upwelling in the Northwest Arabian Sea during the Last 500,000 Years

Arabian Sea sediments record changes in the upwelling system off Arabia, which is driven by the monsoon circulation system over the NW Indian Ocean. In accordance with climate models, and differing from other large upwelling areas of the tropical ocean, a 500,000-yr record of productivity at ODP Site 723 shows consistently stronger upwelling during interglaciations than during glaciations. Sea-surface temperatures (SSTs) reconstructed from the alkenone unsaturation index (U^K′₃₇) are high (up to 27°C) during interglaciations and low (22-24°C) during glaciations, indicating a glacial-interglacial temperature change of >3°C in spite of the dampening effect of enhanced or weakened upwelling. The increased productivity is attributed to stronger monsoon winds during interglacial times relative to glacial times, whereas the difference in SSTs must be unrelated to upwelling and to the summer monsoon intensity. The winter (NE) monsoon was more effective in cooling the Arabian Sea during glaciations then it is now.     

季风与西风对青藏高原全新世气候变化的影响:同位素证据

青藏高原气候变化在冰期-间冰期、千年、十年际和季节尺度上受亚洲季风和西风环流的交互影响,表现出显著的区域性特征。然而全新世以来青藏高原气候变化的机制还不甚清楚,主要原因之一是缺少指示意义明确的古气候代用指标。课题组近年来利用叶蜡氢同位素(δDwax)重建了高原东北部的青海湖、中北部的令戈错、中部的达则错、西部的班公错和阿翁错不同时间尺度的大气降水同位素记录,本文对上述工作进行总结,并结合青藏高原全新世以来已发表的其他地点的同位素和古水文记录,揭示全新世以来季风与西风对青藏高原不同区域气候变化的影响。结果表明:1)早全新世青海湖、令戈错、班公错和阿翁错4个湖泊均主要受夏季风影响,夏季风可以影响到青藏高原的大部分地区,此时夏季风在青藏高原的最北界限可能位于青海湖以北、克鲁克湖以南。2)中全新世青海湖、班公错和阿翁错受夏季风影响逐渐减弱;然而令戈错在7.0~4.5 ka水汽主要来源于西风环流。3)晚全新世青海湖和班公错受季风的影响进一步减弱;西风在3.5~1.7 ka和2.0~1.0 ka分别影响到高原中部的令戈错和达则错;晚全新世阿翁错受冰川融水补给影响降水同位素异常偏负。4)本研究表明在中晚全新世季风较弱的时期,西风能够深入到青藏高原内部地区,给高原内部地区带来冷湿的水汽。