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中国绝大部分区域受东亚季风影响,了解东亚季风的长期变化规律有助于预测未来变化趋势。本文基于湖北保康永兴洞3支石笋的15个230Th年龄和475个氧同位素数据,建立了近1300a来平均分辨率约6-7a的石笋δ18O时间序列。通过对比器测记录与1830AD以来年层时标控制的年分辨率石笋δ18O记录,证实了石笋δ18O在短时间尺度上的气候意义,进而探讨了近千年来东亚季风演化特征以及可能的驱动机制。主要得出如下结论:
(1)年代际尺度石笋δ18O指示东亚夏季风强度(EASM)变化,与太平洋年代际振荡(PDO)和ENSO活动关系密切:当PDO和ENSO处于负(正)相位时,中低纬太平洋SST偏低(高),EASM增强(减弱),对应石笋δ18O偏负(正)。说明亚洲季风受太平洋海-气耦合作用协调。
(2)1300年来亚洲季风呈阶段性演化特征:MWP(760～1450AD)时期,整体偏强,前期(760～1060AD)较后期(1061～1450AD)更加稳定;LIA(1446～1750AD)期间,整体减弱且十年际振荡频繁;LIA结束后,季风增强,但不太稳定,近百年来持续衰退。季风强度与北半球温度和季风区降水存在一定关联:百年尺度上,季风增强(减弱)对应温度升高(降低),降水增多(减少),气候暖湿(冷干),但伴随近百年来全球变暖,季风与温度的关系出现逆转。
(3)太阳活动指标与季风序列之间有良好的匹配关系,说明太阳活动是百年尺度季风变化的主要外部驱动力。石笋δ18O与近700年ENSO活动指数对比显示同步的7个百年旋回,表明低纬大洋海气耦合作用可能是100-10a尺度季风变化的重要内部驱动。