研究揭示冰川初期东亚冬季风的演化和潜在强迫机制

东亚冬季风(EAWM)是东亚季风环流的主要组成部分，其强度与轨道时间尺度上北半球冰盖(NHIS)的体积密切相关。

全球冰量的“锯齿”模式表明，自更新世中期过渡以来，冰盖逐渐形成(约90,000年)，随后是快速消融(约10,000年)。然而，EAWM的黄土记录显示出明显的冰期和间冰期模式，它们之间的转换通常很快。

近日，中国科学院南京地质古生物研究所(NIGPAS)李涛副研究员带领的研究人员及其合作者对来自中国科学院南京地质古生物研究所(NIGPAS)的高分辨率二级碳酸盐(microcodium)Sr同位素(87Sr/86Sr)进行了研究。中国黄土高原(CLP)中部的两个黄土-古土壤序列，并开发了一个独立的年代学框架，用于评估过去55万年冰川初期东亚冬季风的演化和潜在强迫机制。

该研究于2月7日发表在《地球物理研究快报》上。

基于这种独立的年表和综合多代理记录，研究人员提供了对冰川初期EAWM动态的新见解。

“我们的研究显示了新的次生碳酸盐(microcodium)87Sr/86Sr记录，并整合了中央CLP的多代理记录，以重新解释EAWM对冰川初期日照和冰盖强迫的响应，”李教授说。

Microcodium87Sr/86Sr记录捕捉了古土壤层和上覆黄土层之间过渡带的全球冷却趋势，为冰川初期黄土记录与其他古气候记录的比较提供了独立的年龄控制。

研究人员发现，在冰川初期，EAWM和东亚夏季风(EASM)同时发生了突然变化。冰川初期北半球高纬度地区夏季日照逐渐减弱，可能引发大西洋经向翻转环流(AMOC)突然减弱，从而使北大西洋北部降温，从而加强西伯利亚-蒙古高原和EAWM，但削弱东亚运动会。

然而，仅靠日照引发的AMOC突然减弱并不能解释冰川初期EAWM的模式转变。例如，来自伊比利亚边缘的δ18O记录和模拟结果均表明AMOC在海洋同位素阶段(MIS)5e/5d过渡期间急剧减弱，而黄土记录显示EAWM从MIS5e到管理信息系统5a。这表明NHIS的逐渐建立可能在冰川初期对EAWM和EASM的快速、耦合变化进行预处理中发挥了重要作用。

当NHIS的建立被延迟时，在MIS11/10过渡时EAWM没有突然变化，进一步支持了NHIS在调节间冰期末期由日照引发的EAWM突然变化中的关键作用由于偏心率最小。

“因此，我们的结果为EAWM对间冰期-冰期过渡期间的冰量和日照强迫的非线性响应提供了令人信服的证据，”李教授说。