资源环境学院在亚洲冬、夏季风及湖泊演化机制研究中连续取得重要进展
使用风成沉积物和湖泊沉积物等古环境代用指标重建过去气候及环境变化是兰州大学的传统优势研究方向,在该研究方向兰州大学已取得大量研究成果。但是随着第四纪学科的发展,仅重建过去全球变化的过程已不能满足探索气候变化机制的需要。
近年来,资源环境学院李育副教授研究组与美国NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) Paleoclimatology Branch和University of Colorado at Boulder的科学家针对我国夏季风西北边缘地区的气候变化机制问题,采用CCSM 3.0耦合气候模式,并结合湖泊水量与能量平衡模型,系统性地模拟了研究区湖泊及冬、夏季风状况在末次盛冰期LGM (the Last Glacial Maximum),早、中、晚全新世 ( the early, middle and late HOLOCENE)时期的特征及变化机制,并创新性地使用全新世气候连续模拟(Transient simulation of Holocene climate)模式,进一步探索了全新世冬、夏季风的变化趋势和机制。
该研究组关于亚洲冬季风的最新研究成果近期在国际气候学顶级期刊Climate Dynamics(一区)上在线发表(DOI: 10.1007/s00382-014-2372-5; Title: A Holocene East Asian winter monsoon record at the southern edge of the Gobi Desert and its comparison with a transient simulation)。近年来,我国冬季极端寒冷事件和冰冻灾害与亚洲冬季风的突变有密切联系,探索长时间尺度东亚冬季风变化机制,有助于理解和预测全球变暖背景下冬季风变化趋势。我国之前研究已获取大量冬季风重建的结果,但是这些结果存在差异且很少涉及冬季风演化机制。该研究组这项最新研究使用the Community Climate System Model version 3 (CCSM3)耦合气候模式,并采用连续气候模拟方法,连续模拟了全新世期间东亚冬季风的演化序列,在此基础上对比了模拟冬季风强度与戈壁沙漠南缘的全新世风成沉积记录,二者具有较好一致性,进一步证实了该项模拟的可靠性。气候模拟结果所揭示的全新世气候变化机制表明:轨道参数所驱动的海、陆温度及气压差异是全新世亚洲冬季风演化的主因,除此之外,全新世早期劳伦太德冰盖和北大西洋冰川融水也是促使早全新世东亚冬季风较强的重要因素。在现代全球变暖背景下,轨道参数和正在消融的北半球高纬度冰川本应伴随较弱的冬季风强度,但是近年来北半球冬季极端低温事件频发,可能与人类活动有关。
此外,该研究小组之前关于湖泊模拟的论文也连续被国际顶级期刊报道,比如Quaternary Science Reviews(2013,一区)、Climate Dynamics(2010,一区)、Global and Planetary Change(2014,top journal)。该研究组在东、中亚地区模拟了末次盛冰期、早、中、晚全新世湖泊水位变化的过程,并将模拟结果与该区的湖泊水位重建结果进行了对比,二者显示了一致性,在此基础上讨论了东亚季风区和中亚干旱区全新世湖泊水位演化的差异及其机理,采用模拟的方法证明了湖泊表面蒸发量对长时间尺度湖泊演化的影响,这些研究为理解亚洲湖泊水循环变化过程做出了重要贡献。
