南京大学侯书贵教授课题组在冰芯粉尘记录与气候变化研究方面取得新进展

上传 / 管理员 ·2017-09-12 气候学

论文标题 / A high-resolution atmospheric dust record for 1810–2004 A.D. derived from an ice core in eastern Tien Shan, central Asia

作者 / Wangbin Zhang(张王滨,南京大学), Shugui Hou(侯书贵,南京大学) et al.

期刊 / Journal of geophysical Research: Atmospheres

发表时间 / 2017-07-24

数字识别码 / 10.1002/2017JD026699

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【Abstract】

Centennial-scale, high-resolution records of atmospheric dust conditions are rare in the arid and semiarid regions of central Asia, limiting our understanding of the regional climate and environmental changes and their potential driving forces. In this paper, we present an annually resolved atmospheric dust record covering the period of 1810–2004 A.D., reconstructed from an ice core retrieved at 4512 m above sea level from the Miaoergou Glacier in the eastern Tien Shan. The time series of dust flux for the past 195 years shows three periods of relatively low values (i.e., 1810–1829 A.D., 1863–1940 A.D., and 1979–2004 A.D.) and two periods of relatively high values (i.e., 1830–1862 A.D. and 1941–1978 A.D.). Spatial correlation analysis suggests possible regional factors controlling the dust flux, including antecedent summer precipitation, spring soil moisture, and near-surface wind speed. In addition, the Miaoergou dust flux is closely associated with the winter index of the North Atlantic Oscillation (NAO) over the past two centuries, with high (low) dust periods coinciding with the negative (positive) phases of the NAO. The persistent relationship suggests that the NAO may have been a key driver on dust flux change over the arid regions between the Tien Shan and Kunlun Mountains.

粉尘作为大气气溶胶的重要组成成分, 对地球的气候系统、生物地球化学循环、水循环以及人类健康均有重要影响。中亚的干旱半干旱区以其广阔的面积以及所提供的巨大的粉尘量(仅中国西北地区每年向大气输送的粉尘量就达800 Tg ),成为全球变化研究的关键区域之一。我国西北部的天山山脉东段由广大的粉尘源区围绕(图1),西南面有塔里木盆地中的塔克拉玛干沙漠,南面有柴达木盆地沙漠,北面有准噶尔盆地中的古尔班通古特沙漠,东面有戈壁沙漠和巴丹吉林沙漠,西面有穆云库姆沙漠和萨雷-伊施科特劳沙漠。因此,沉降在东天山山地冰川积雪中的不溶微粒可以直接反映大气中的粉尘信息。

图1. 东天山庙儿沟冰芯钻取位置示意图

南京大学地理与海洋科学学院侯书贵教授课题组,通过东天山地区一支长度为57.6m的浅冰芯(庙儿沟冰芯)(图1)重建了过去200年以来中亚粉尘源区的大气粉尘载荷状况。这是中亚地区迄今为止少有的高分辨率的长时间序列冰芯粉尘记录(图2)。本文主要取得以下认识:1)自1810年以来,中亚大气粉尘载荷存在3个低值期(1810-1829,1863-1940,1979-2004)以及2个高值期(1830-1862,1941-1978);2)在过去的200年中,大尺度大气环流模式北大西洋涛动可能是中亚大气粉尘释放的关键驱动因子;3)影响中亚地区大气粉尘载荷的区域气候因子包括降水、春季土壤湿度以及春季近地面风速。本研究对于认识我国西北部沙尘活动历史及其未来变化趋势研究具有重要意义。

图2. 庙儿沟冰芯粉尘通量与不同代用指标重建的北大西洋涛动指数的关系

以上研究成果近日在Journal of geophysical Research: Atmospheres上以“A high-resolution atmospheric dust record for 1810-2004 AD derived from an ice core in eastern Tien Shan, Central Asia”在线发表(论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JD026699/full)。该篇论文的第一作者为地理与海洋科学学院16级博士生张王滨,通讯作者为地理与海洋科学学院侯书贵教授,参加这一研究工作的还有地理与海洋科学学院庞洪喜教授和王超敏博士、中国科学院西北生态资源环境研究院的刘亚平工程师、美国代顿大学的吴霜叶副教授以及中国科学院地质与地球物理研究所的安文玲博士。本研究得到了国家自然科学基金(41330526和41711530148)和中国科学院战略性先导专项B(XDB03030101-4)等项目的资助。

文章来源:南京大学

文章链接:http://news.nju.edu.cn/show_article_12_46683

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