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EPSL:过去两千年长江中游百年尺度水文气候变化及其与EAP和ENSO的遥相关机制

时间:2021-11-08 14:02:34  作者:  点击:

南京师范大学地科院同位素实验室汪永进教授团队在石笋古气候研究上取得最新研究进展,该成果以“Modulation of centennial-scale hydroclimate variations in the middle Yangtze River Valley by the East Asian-Pacific pattern and ENSO over the past two millennia”为题在自然指数(Nature Index)期刊《Earth and Planetary Science Letters》发表。

长江中下游流域属于典型梅雨区,受ENSO和西太副高影响显著。基于器测数据,我国气象学家指出长江中下游流域旱涝异常与东亚夏季风季节性推进过程有关,当热带西太平洋处于偏冷状态、El Niño事件发生、菲律宾周围对流活动偏弱的年份,西太副高位置偏西、偏南,有利于梅雨锋长期维持在长江流域,降水偏强,易发生洪涝,反之亦然;并提出了影响长江流域夏季旱涝的北半球夏季大气环流异常的东亚-太平洋型(EAP)遥相关及其理论(Huang and Sun, 1992)。EAP遥相关体现为热带西太平洋降水与长江流域降水之间的跷跷板型反相关;同时,热带西太平洋降水通过沃克环流与热带东太平洋降水呈反相位遥相关。因此,ENSO和EAP模态被认为是长江中下游流域夏季降水可预报性的主要来源。然而,受制于我国现代器测记录较短,在更长时间尺度上EAP遥相关机制是否成立仍不确定。

本研究基于四川省黑竹沟洞,湖北省和尚洞和落水洞高分辨率石笋氧同位素记录,采取主成分分析法,重建了最近两千年长江中游地区亚洲夏季风降水变化历史(图1A)。对比结果显示:在百年尺度,长江中游季风降水记录与西太平洋暖池的降水记录呈显著的反相位关系(图1A和B),揭示在百年尺度上,长江中游季风降水变化可能同样受控于EAP遥相关机制调谐。基于长江中游和西太平洋暖池的水文气候记录,本文重建了最近两千年来分辨率约5年的EAP指数记录(图1C)。同时,长江中游和西太平洋暖池的水文气候记录,以及EAP指数均与南方涛动指数之间存在强相关性(图1),指出ENSO可能通过EAP遥相关调制长江中下游流域的季风降水变化。

本文第一作者为我校博士研究生张敬伟,论文通讯作者为赵侃副教授。该研究是在我校汪永进教授和孔兴功教授,美国明尼苏达大学R. Lawrence Edwards教授,以及西安交通大学程海教授悉心指导下完成。在邵庆丰副教授指导下,年代学工作主要在我校地科院同位素实验室完成。本研究得到国家自然科学基金项目(42071105, 41931178, 41702180, 41672164, 41172314),中国高等学校学科创新引智计划(D19002),美国自然科学基金项目(1702816)等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117220

1. EAP模态和ENSO驱动。A长江中游水文气候记录与SOI指数对比;B西太平洋暖池水文气候记录与SOI指数对比;C EAP指数与SOI指数对比


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