湖泊沉积物不同粒级组分的元素含量特征及其环境指示意义①——以内蒙古黄旗海为例

黄旗海湖泊柱状沉积物的全样、77~20 μm、<20 μm粒级的钛(Ti)、锰(Mn)、锶(Sr)、銣(Rb)、钡(Ba)、锆(Zr)等元素含量分析表明,元素在湖泊沉积物各粒级组分的丰度存在较大差异:Ti、Zr倾向于在粗颗粒中富集,Mn、Sr、Rb倾向于在细颗粒中富集,Ba的富集粒级不明显。Ti、Zr与Mn、Rb的颗粒粒级富集倾向可能是其硅酸盐矿物颗粒碎化过程的结果,而Sr则与湖泊自生碳酸盐有关。元素比值Zrc/（Rbc+Bac）、Zrc/Rbc与Ti、Zr的粒度效应Tic/Tif、Zrc/Zrf指示了沉积物重、轻矿物的相对比率,是流域侵蚀强度与湖泊涨缩的信息指示;Ba、Rb与Sr在细粒级的含量之比Baf/Srf、Rbf/Srf指示了硅酸盐与碳酸盐矿物的相对含量,是流域风化、侵蚀搬运强度与湖泊过程（包括物理/化学/生物）等混合信息指示,没有明确的环境指向性。     

15Ma以来海陆记录的轨道-构造尺度东亚季风的演化以及西北内陆的干旱化

通过对比分析中国内陆、南海和西北太平洋15Ma以来的构造和气候记录, 本文探讨了构造和轨道尺度上东亚季风和西北内陆的干旱化历史。构造尺度上, 在中中新世以来全球变冷的格局下, 东亚冬季风逐步增强。而东亚夏季风表现出从10Ma开始逐渐减弱, 4Ma再次增强的阶段性变化。我们推测在11.16~7.00Ma, 由于青藏高原向东北方向的扩张, 导致高原东北缘和西秦岭之间可能存在水汽通道, 夏季风降水可以通过水汽通道到达青藏高原的东北缘。7~8Ma之后水汽通道可能全部关闭, 加上全球变冷和夏季风的减弱, 西北内陆全面干旱, 同时高原东北缘的隆升也提供了粉尘物源, 风尘开始大面积堆积。2.75Ma 以来, 在冰期-间冰期旋回上, 夏季风变化领先冬季风约30ka, 分析表明冬季风与北极冰盖的强迫联系紧密, 而夏季风同时受到高纬冰盖和低纬过程的驱动。     

Reconstruction of millennial-scale variations in the East Asian summer monsoon over the past 300 ka based on the total carbon content of sediment from Lake Biwa,Japan

The total carbon content analysis for Takashima-oki core extracted from Lake Biwa with time resolutions of approximately 150 years was used to reconstruct millennial-scale climate change in the East Asian monsoon region over the past 300 ka. The total carbon content of the Takashima-oki core is an indirect proxy for the East Asian summer monsoon, because the total carbon content reflects primary productivity within the lake, which is controlled by precipitation in the catchment area. Using these data, we clarify temporal variations in the East Asian summer monsoon prior to MIS 5, which were previously unresolved. The observed variations show a ∼1,500-year cycle that is also recorded by paleoclimate indices in the North Atlantic region. We propose that the East Asian summer monsoon underwent abrupt millennium-scale changes during interglacial stages such as MIS 5 and 7.     

我国季风边缘区湖泊沉积记录的全新世亚洲夏季风衰退事件

亚洲夏季风是全球季风系统的重要组成部分,亚洲夏季风的变化对其控制区域自然生态系统的多样性和生态平衡,以及社会经济发展有重要的影响。本文选择位于现代亚洲夏季风边缘区对季风变化响应敏感的湖泊达连海为研究对象,基于陆生植物残体和全有机质的AMS ¹⁴C定年建立了钻孔顶部24.6 m沉积物的年代框架,利用粒度指标重建了全新世研究区水文变化过程以及亚洲夏季风衰退事件序列。结果显示,沉积物中存在数层砂层,代表了湖泊低水位时期,进而指示了亚洲夏季风衰退事件。这些事件处在11.6~11.3 cal.ka B.P.、10.4~9.5 cal.ka B.P.、6.4~6.0 cal.ka B.P.、4.6~4.4 cal.ka B.P.、3.7~3.4 cal.ka B.P.、3.1~2.9 cal.ka B.P.以及2.0~0.9 cal.ka B.P.,可以发现中晚全新世以来亚洲夏季风衰退事件发生的频率显著增加。进一步与北半球高纬地区与低纬地区的气候突变事件记录对比显示,全新世百年-千年时间尺度上亚洲夏季风强度的变化与低纬ENSO活动存在密切的联系。

     

Decoupling of stalagmite-derived Asian summer monsoon records from North Atlantic temperature change during marine oxygen isotope stage 5d

The Asian monsoon is an important component of the global climate system. Seasonal variations in wind, rainfall, and temperature associated with the Asian monsoon systems affect a vast expanse of tropical and subtropical Asia. Speleothem-derived summer monsoon variation in East Asia was previously found to be closely associated with millennial-scale change in temperature in the North Atlantic region between 75 and 10 ka. New evidence recovered from East Asia, however, suggests that the teleconnection between summer monsoon in East Asia and temperature change in the North Atlantic region may have significantly reduced during 120 to ~ 110 ka, a period directly after the full last interglaciation and corresponding roughly to marine oxygen isotope stage 5d. This reduction may be due to the low ice volume in the North Hemisphere at that time, which makes the millennial-scale change in temperature in the North Atlantic region less effective in influencing the Asian summer monsoon. This is important for investigating the mechanisms controlling the Asian summer monsoon and the paleoclimatic teleconnection between East Asia and the North Atlantic region, and for predicting monsoon-associated precipitation in East Asia under a global-warming trend.     

中国年降水量的时空变化特征及其与东亚夏季风的关系

利用中国1951~2010年652站年降水资料和7种东亚夏季风和1种冬季风指数,通过多项数学统计诊断分析,来研究中国年降水量的时空变化特征及其与东亚夏季风指数的关系。结果表明,这60年间全国总平均年降水量未呈现显著的时间变化趋势,但区域间的差异大。聚类分析可提供较客观的降水分区,据554站无缺测降水资料的聚类结果,将全国分成14个主要降水区,各区之间降水变化的差异显著。由7种夏季风指数与14个区的平均年降水量(1951~2010年)的相关系数可见,其中4种夏季风指数与14个区的年降水量之间没有显著相关,有3种指数只与14区中的2~3个区有显著负相关,它们并不能指示其他区域的或整个中国东部的降水变化。中国东部地区的夏季降水分布与东亚夏季风强度变化关系十分复杂,不能仅由降水的多少来认定夏季风的强弱,更不能用任意单个地点的降水记录来表示整个中国东部的干湿状况和夏季风的强度变化。     

晚中更新世以来东亚季风降水变化对轨道强迫和全球冰量变动响应的区域差异

利用通用气候系统模式CCSM3完成的3组不同气候强迫因子驱动下过去30万年的长期瞬变模拟试验,即纯轨道强迫试验（O）、轨道加温室气体强迫试验（OG）和进一步包含冰盖变化的全强迫试验（OGI）,对比研究了晚中更新世以来东亚季风降水变化的区域差异及其对天文日射、温室气体和全球冰量变化的响应机制。模拟结果表明,轨道尺度东亚季风降水变化以2.3万年的岁差周期为主导,但东亚北方（35°~45°N,105°~120°E）和南方（25°~35°N,105°~120°E）季风降水在岁差波段具有不同的相位关系。东亚北方季风降水主要受岁差强迫控制,与岁差引起的北半球6月日射同相位变化;而在岁差波段上东亚南方季风降水变化直接受全球冰量变动的调制,其相位显著滞后于北半球6月日射变化约5000年,东亚南方季风降水极大（小）值与全球冰量极小（大）值相对应。岁差引起的北半球夏季日射增加通过放大东亚大陆至北太平洋之间海陆热力对比,增强东亚地区向北的水汽输送,从而使东亚北方季风降水增多;相反,当岁差引起的北半球夏季日射降低时东亚北方季风降水减少。当在岁差波段上北极冰盖减少（增大）时,冰量变化所激发的夏季对流层中层北半球环流异常能够通过北太平洋传递到东亚,导致东亚南方地区对流层低层风场辐合加强（减弱）、降水相应增多（减少）。本文的模拟结果指出,轨道尺度东亚季风降水变化存在明显的区域差异,轨道强迫和冰量变动分别主导了岁差尺度东亚北方和南方夏季降水的变化。

     

南海东北部MD05 2905站36 ka BP以来的陆源碎屑沉积特征与东亚季风的演化

在AMS14C精确定年的基础上，去除有机质、生物碳酸盐和生物硅之后，对南海北部MD05 2905站进行了陆源碎屑的粒度分析。结果显示，15.5～63.5 μm粗粒级成分的含量变化特征可用来指示东亚冬季风的变化，2～9 μm细粒级成分含量变化可用于指示东亚夏季风的变化。末次冰期以冬季风为主，全新世以夏季风为主，36 ka BP以来东亚夏季风有逐渐增强的总体趋势，但也发生多次突变现象，在全新世早期（8 500~11 200 ka BP）达到36ka BP以来的最大值，可能是在岁差周期的控制下，与较强的太阳辐射有关。     

青藏高原东北缘冬给错纳湖全新世湖面波动

青藏高原处于东亚季风、印度季风和西风环流交互作用区.末次冰消期以来,太阳辐射对该地区的古气候环境产生了重要影响,湖泊随着季风系统的变化发生了明显的水位升降,对湖岸阶地的形成起到了直接作用.本项研究重建了青藏高原东北缘冬给错纳湖湖岸阶地记录的湖面波动历史,试图了解青藏高原季风系统演变过程.通过湖泊北岸265 cm厚湖岸阶地沉积物粒度、碳酸盐、矿物、元素和介形虫古环境指标,结合OSL年代模式,分析表明在约10. 2 ka B. P.之前水体较浅;约10. 2~9. 0 ka B. P.湖面开始上升,气候凉湿;9. 0~8. 5 ka B. P.为印度季风强盛期,湖面明显上升,降雨量增高、温度上升;8. 5~7. 9 ka B. P.湖面降低与气候变冷有关;7. 9~7. 0 ka B. P.印度季风开始减弱,气温、降雨下降,但有效湿度较大,湖面降低;7. 0~6. 1 ka B. P.湖面上升可能与低蒸发作用有关,印度季风仍然影响该地区;6. 1~5. 2 ka B. P.,印度季风衰退,气候逐渐变冷、降雨量减小、水体变浅;5. 2~4. 6 ka B. P.气候冷干,有效湿度减小,湖面进一步下降;4. 6 ka B. P.至今气候干冷,东亚季风衰退,湖面下降,期间也可能受西风环流影响而有短暂的降雨增加时期.     

全新世两次典型突变事件下北半球季风降水的变化对比

利用通用气候系统模式（Community Climate System Model version 3,简称CCSM3）模拟的TraCE-21ka全新世以来的试验数据,分析了全新世两次突变事件（8.2 ka B.P.和4.2 ka B.P.）前后（分别为9200~8800 a B.P.、8800~8000 a B.P.和4800~4500 a B.P.、4500~4000 a B.P.）北半球夏季（6~8月）气温和季风降水的时空变化特征,并通过对比4个单因子（地球轨道参数、温室气体浓度、大陆冰盖和淡水注入）敏感性试验结果来分析北半球季风降水变化的成因。结果表明：1）两次典型突变事件前后欧亚大陆中高纬大范围的地表气温均明显下降,但是8.2 ka B.P.事件的降温程度大于4.2 ka B.P.事件,此外,在8.2 ka B.P.事件下北美中部有明显的增温,而在4.2 ka B.P.事件下该地区为降温;2）两次典型突变事件前后的北半球季风降水变化的空间分布类似,主要表现为北美季风区、北非季风区西部和印度季风降水一致减少,而东亚季风降水呈现"南涝北旱"的分布型;3）两次典型突变事件前后环流场变化的空间型相似,但是4.2 ka B.P.事件的环流强度变化明显弱于8.2 ka B.P.事件;4）8.2 ka B.P.事件下北半球季风降水变化主要是淡水注入所导致,而4.2 ka B.P.事件主要由于地球轨道参数和气候系统内部变率的共同影响。     

植物叶蜡单体氢同位素重建非洲和东亚大陆古降水:亮点与难点

植物利用周围环境中的水分进行光合作用合成有机质, 其叶蜡氢同位素记录了源水中的氢同位素组成, 被认为是重建古水循环的替代性指标。然而从源水(降水)到合成叶蜡脂类化合物, 降水中的氢同位素会发生多步分馏作用。本文综述了对氢同位素分馏造成影响的因素及其校正方法, 通过有效的数据处理, 叶蜡氢同位素可以比较直接地反映降水的氢同位素组成。由于在热带地区降水氢同位素受"雨量效应"影响较大, 所以可以较好地反映降水量变化, 在非洲大陆常被用于重建水循环和气候变化; 在东亚大陆,"雨量效应"不再那么显著, 水汽的来源可能在影响降水氢同位素组成的过程中也起到了重要作用。     

Holocene climate variations from Zhuyeze terminal lake records in East Asian monsoon margin in arid northern China

Zhuyeze palaeolake is a terminal lake situated in the arid northern China in the East Asian monsoon margin. In order to examine the Holocene palaeoclimatic change in the East Asian monsoon margin, Qingtu Lake section (QTL) from Zhuyeze palaeolake is sampled in high resolution. Palaeoclimatic proxies such as grain size, carbonate, TOC, C/N and δ¹³C of organic matter, were analyzed; eleven ¹⁴C samples and six optically stimulated luminescence (OSL) samples were dated to provide chronological control. We also investigated the geomorphic features of lake shorelines in this area. The results show that the climate was warm and dry in early-Holocene (9.5-7.0 cal ka BP), cool and humid in mid-Holocene (7.0-4.8 cal ka BP), and increasingly drier in late-Holocene (since 4.8 cal ka BP). Comparisons of our records with other records in adjacent areas, as well as with the records in the Asian monsoon areas, suggested that changes in effective moisture was synchronous in East Asian monsoon marginal zone (i.e. the pattern of dry early-Holocene, humid mid-Holocene, and aridity-increasing late-Holocene), and that the moisture optimum during the Holocene was out-of-phase between Asian monsoon margin and Asian monsoonal dominated region, possibly due to the high temperature at that time.     

萨拉乌苏河流域末次间冰阶气候——以米浪沟湾剖面为例

米浪沟湾剖面末次间冰阶层序粒度和化学元素波动韵律与由古流动砂丘砂和上覆河湖相或古土壤构成的沉积旋回颇为一致。古流动砂丘砂犹如现代流动砂丘砂,是东亚冬季风主导下干冷气候的产物;河湖相和古土壤颗粒细化,化学、生物等地球风化程度增强,含较多喜暖的软体动物化石,指示其偏南夏季风主导下的温暖湿润气候。据此,末次间冰阶萨拉乌苏河流域至少经历了10次温湿(W事件)和9次冷干(C事件)气候波动,且可划分为MIS3e(58.85~48.98kaBP)、MIS3d(48.98~39.55kaBP)、MIS3c(39.55~34.59kaBP)、MIS3b(34.59~26.47kaBP)和MIS3a(26.47~23.07kaBP)等5个亚段。其中,19次冷/暖波动可与格陵兰GRIP冰心δ18O冰段/间冰段相对应,5个亚段与我国古里雅冰心在波动性质和相位上都极为一致,与V23-81冷性浮游有孔虫数代表的北大西洋地区气候也具有较好的可比性。谱分析显示出21.70ka、1.05ka、0.64ka、0.50ka等显著周期,即该地千百年尺度气候主要受与北大西洋热盐环流波动引起的东亚冬、夏季风强弱有关,而万年尺度上则受控于岁差周期所导致的太阳辐射变化。     

21 ka以来东亚夏季风区南部和北部气候变化的模拟与重建对比

古气候重建和模拟研究相结合可有效揭示气候变化的机制,但针对东亚夏季风区的相关研究还有待深入。文章基于现代观测数据及古气候记录的定量化重建结果,评估过去21 ka气候瞬变模拟（Transient Climate Evolution simulation over last 21000 years,简称TraCE-21ka）对现代东亚气候及古夏季风演变的再现能力,对比分析其异同并探索东亚夏季风区南部（SEASM）和北部（NEASM）特征时期的气候变化及可能的驱动机制。结果表明：TraCE-21ka模拟和定量化重建结果相对一致,即末次冰盛期偏干冷,全新世早中期偏暖湿,但模拟的变化幅度小于重建。相对于SEASM,NEASM变化幅度较显著。同时,SEASM的温度及降水和NEASM的温度在整个全新世期间模拟和重建的结果一致性较高,但NEASM模拟和重建的降水在晚全新世一致而早全新世不一致。相对于重建降水的南部和北部显著不同步变化,即南部降水在早全新世高而北部在中全新世高,模拟降水的南、北差异性较小,且为全新世持续减弱夏季风演变的结果。这种重建与模拟间的不同可能来源于地表过程对气候演变敏感度的区域性差异,也可能来源于粗分辨率模拟所造成的系统性气候偏移。

     

全新世南亚高压南北移动及其与亚洲夏季风降水的关系

南亚高压是亚洲夏季风系统的重要组成部分,它的强度及位置变化对亚洲夏季风降水有非常重要的影响,对其变化特征和物理机制的研究可以加深对亚洲夏季风演化的认识。论文利用一个海-气耦合模式（KCM）,在轨道参数的强迫下模拟了全新世以来（9.5~0 ka B.P.）的气候变化,分析了全新世南亚高压的南北移动特征,并探讨其与亚洲夏季风降水的关系。研究发现,全新世以来南亚高压持续向南移动,同时也反映了对流层上层西风逐渐向南扩张,响应逐渐减少的夏季太阳辐射。早全新世南亚高压偏北主要是由于夏季太阳辐射增加导致伊朗高原感热加热加强。南亚高压的南北移动与亚洲夏季风降水有显著的关系,它与东亚季风区北部和印度季风区降水呈正相关关系,而与东亚季风区南部和西南季风区降水呈负相关关系。偏北的南亚高压在东亚北部上空产生异常反气旋,有利于对流层低层空气辐合上升,降水增加,此外异常反气旋还可以加强西太副高,使得输送到东亚北部的水汽增加。南亚高压偏北时还会在中低纬地区产生异常东风带,减弱了来自孟加拉湾的水汽输入,从而使得东亚南部和西南季风区降水减少。偏北的南亚高压还在阿拉伯海上空产生异常气旋,有利于印度夏季风降水的增加。南亚高压的南北振荡可以部分解释相同轨道强迫下亚洲夏季风降水出现显著空间差异的原因。

     

青藏高原腹地班德湖记录的全新世夏季风变化与流域环境响应

青藏高原作为地球"第三极", 对全球气候变化响应敏感。在季风与西风协同作用下, 青藏高原在过去数千年中的年代际、百年时间尺度上存在南北相反的气候变化格局; 但受限于青藏高原腹地缺少年代可靠的全新世高分辨率气候记录, 千年时间尺度高原南北气候变化模态异同仍不明晰, 更无从得知高原腹地湖泊及其流域的生态环境对气候变化的响应过程。本研究聚焦高原腹地沱沱河上游的开放湖泊班德湖(34.239°N, 92.099°E; 4583m a.s.l), 基于长115cm的BDH19A沉积物岩芯的植物残体AMS 14C年代建立了可靠的年代框架, 通过粒度、元素、矿物、自生碳酸盐及其碳、氧同位素、有机质含量和正构烷烃等多指标, 重建了过去10ka以来青藏高原中部的气候变化与生态环境响应过程。结果显示, 青藏高原腹地在全新世以来表现出北半球夏季太阳辐射控制下夏季风降水逐渐减少的季风模式, 导致流域和湖泊生产力持续降低, 区域风沙活动整体增强。在千年时间尺度上, 10~8.7ka高原中部夏季风降水量最大, 加之可能由于植物覆盖度较高, 流域径流侵蚀减弱, 风沙活动减少; 7.7~5.2ka和4~2ka夏季风降水维持高值, 入湖径流增加, 促进流域和湖泊生物生产力提高, 风沙活动受到抑制; 相反, 8.7~7.7ka、5.2~4ka和2ka以来高原中部风沙活动的加剧是对亚洲夏季风快速衰退的响应, 当前班德湖流域风沙环境是过去2ka干旱风沙环境的延续与加剧。     

中更新世以来松嫩平原夏季风演化:来自哈尔滨黄土的磁化率、地球化学和总有机碳记录

哈尔滨黄土位于松嫩平原东北部,处于欧亚大陆中纬度干旱—半干旱地带的东部边缘,是季风和非季风区的过渡地带,对季风气候的变化非常敏感。然而,由于沉积档案露头的缺乏,使得该地区的气候变化研究极为薄弱。为此,我们对哈尔滨黄土进行了磁化率、总有机碳（TOC）和地球化学测试,并结合小波分析,对松嫩平原中更新世以来的夏季风演变及其控制机制进行研究。结果表明,中更新世以来松嫩平原的夏季风演化分为两个阶段：1） 460～180 ka时期,哈尔滨黄土较低的化学风化程度和TOC值指示了弱的夏季风强度;另外,在此时期还存在3个次一级的夏季风的微弱增强,叠加在夏季风强度偏弱这一大趋势之上。2） 180 ka～至今,哈尔滨黄土—古土壤序列的磁化率、化学风化程度和TOC值呈现出逐渐增大的趋势,表明东亚夏季风强度逐渐增强。通过哈尔滨黄土与邻区赤峰黄土和黄土高原洛川黄土的磁化率和粒度综合对比分析,表明松嫩平原首先响应间冰期夏季风主导的温度升高及降水增加带来的气候变化,但这种响应的持续时间偏短;哈尔滨黄土记录了360～340 ka和280～250 ka两次显著的夏季风减弱的气候现象,这是全球气候和区域环境变化综合作用的结果。小波分析结果表明,哈尔滨黄土—古土壤序列磁化率小波变换的主导周期为98 ka（100 ka）,结合海平面温度、全球CO₂浓度、60°N太阳辐射量、深海氧同位素综合对比分析,表明松嫩平原夏季风演化主要受全球冰量驱动;36 ka和44 ka（40 ka）倾角周期以及最低振荡29 ka周期的出现,表明倾角驱动的低纬太阳辐射变化对松嫩平原夏季风起到微弱调控作用,而岁差驱动的低纬太阳辐射变化对松嫩平原影响较小。     

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。     

南海第四纪东亚季风演化的粘土矿物指标

南海作为西太平洋最大的边缘海,记录着东亚季风的演化历史。本文在过去十多年研究积累的基础上,综述粘土矿物是记录南海东亚季风演化历史的良好指标。大量表层样品和多个沉积岩芯的研究显示,南海第四纪以来的蒙脱石主要是形成于周边岛屿火山岩的快速化学风化作用,记录了同时期的东亚夏季风气候条件;伊利石和绿泥石形成于周边大陆和岛屿的机械侵蚀作用,与强烈降雨引发的侵蚀能力或东亚冬季风相对寒冷的气候条件有关;而高岭石形成于周边陆地表面的强烈化学风化作用,指示地质历史时期累积的或第四纪同时期的温暖潮湿气候条件,但由于强烈的差异沉降作用,高岭石在南海主要沉积在近海陆架区域,在深海记录中多指示海平面变化的古环境特征。因此,我们提出蒙脱石/（伊利石+绿泥石）比值是南海第四纪东亚夏季风演化的良好指标,比值高代表夏季风温暖潮湿气候条件下增强的化学风化作用,比值低指示冬季风相对寒冷气候条件下减弱的化学风化作用,或是强烈降雨气候条件下增强的机械侵蚀作用。南海东亚夏季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,表明东亚季风演化的天文驱动机制,第四纪以来的长期演化显示南海在1200~400ka期间盛行夏季风,可能是受到赤道太平洋厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的影响。

     

过去千年年代和百年尺度东亚夏季风变化的模拟分析

利用通用地球系统模式过去千年集成（CESM-LME）试验数据,在验证模式模拟能力的基础上,分析了过去千年（850~1849年）年代和百年尺度东亚夏季风变化及其与中国东部夏季降水的关系。总体上,东亚夏季风在过去千年逐渐减弱,并伴随着年代际和百年尺度波动。在变化趋势上,过去千年土地利用不断增加、后期火山爆发偏多和地球轨道参数变化联合引起欧亚大陆中高纬表面温度降低、东亚区域海陆热力差异减小,东亚夏季风相应减弱;在年代际尺度上,东亚夏季风变化与太平洋年代际振荡有关,后者通过影响北太平洋和中国东部表面温度来改变东亚区域海陆热力差异和夏季风强度;百年尺度东亚夏季风波动受多种因子共同调制,期间欧亚大陆中高纬和北太平洋表面温度变化明显。与此同时,过去千年东亚夏季风逐渐减弱伴随着中国东部降水由南向北呈现负—正—负的变化趋势;在年代际和百年尺度上,东亚夏季风偏强时,中国东部降水表现为南旱北涝型分布。