基于高分辨率释光测年的新疆不同区域黄土记录的轨道尺度及亚轨道尺度中亚干旱区气候变化研究

The orbital and suborbital climatic changes in arid central Asia and their driving forces are still in controversy. Widely distributed loess-paleosol sequences in Xinjiang are potential records of studying late Quaternary climate changes on orbit and sub-orbit scales. The lack of robust chronologies and appearance of depositional hiatus in loess records have hiatus understanding of nature of loess record in arid central Asia. Climatic changes information from loess records is still lack of systematically exploring. This study tries to investigate and sample series loess profiles deposited during last Quaternary at different regions of Xinjiang area, central arid central Asia. High resolution chronologies of loess records can be established using quartz OSL dating and K-feldspar pIRIR dating, and then used to discuss the deposition model of loess in different region of Xinjiang. Integrated chronologies, environmental magnetic parameters, total organic carbon isotopes and carbonate studies of different loess records deposited during different periods, climate evolution of orbital glacial-interglacial cycle as well as of sub-orbital scale of insides glacial/interglacial periods in Xinjiang area can be well understood. Then we can explore the mechanism of climatic changes on orbital and sub orbital timescales in Arid central Asia based on climatic simulation and on comparison of reconstructed climatic changes in arid central Asia to monsoonal East Asia. This study would be providing knowledge of recognize how westerlies, East Asian summer monsoon and northern hemisphere ice volume could affect climate change in Central Asia.

中亚干旱区轨道尺度及亚轨道尺度气候变化过程及机制目前还存在争议，新疆地区广泛分布的黄土沉积为研究中亚干旱区环境演化和气候变化提供了良好记录载体，但由于受到高分辨率测年数据缺乏及黄土记录存在沉积间断，新疆不同区域黄土沉积模式及其记录的气候变化还缺乏系统研究。本项目拟系统选择新疆不同区域黄土沉积记录，开展高分辨率石英OSL测年及钾长石pIRIR测年研究，建立可靠的高分辨率黄土记录年龄框架，探讨新疆不同区域黄土沉积机制。结合黄土-古土壤地层序列、环境磁学、有机质碳同位素、碳酸盐等古气候代用指标研究，集成不同黄土剖面记录重建的气候变化信息，重建新疆不同区域轨道尺度及亚轨道尺度晚第四纪以来有效湿度及降水变化模式。与东部季风区已有高分辨率气候变化记录对比，结合气候模拟资料探讨新疆不同区域气候变化的驱动机制，为理解西风环流、东亚夏季风和北半球冰量变化在不同时间尺度上对中亚气侯变化的影响提供可靠依据。

中亚干旱区轨道尺度及亚轨道尺度气候变化过程及机制目前还存在争议，中亚广泛分布的黄土沉积为研究中亚干旱区气候变化提供了良好记录载体，但由于受到高分辨率测年数据缺乏及黄土存在沉积间断，新疆不同区域黄土沉积模式及其记录的气候变化还缺乏系统研究。本项目通过对中亚干旱区伊犁河谷、天山北麓以及准格尔盆地黄土-古土壤沉积序列使用石英光释光和钾长石红外后红外释光测年方法研究，结合古气候代用指标分析，重建了25万年以来中亚干旱区山地-山麓-盆地降水变化。结果表明天山地区至少在35万年前就开始堆积黄土，中亚干旱区黄土沉积速率在冰期-间冰期旋回尺度一致表现为冰期高-间冰期低的特征，冰期和间冰期内部中亚山地-山麓-盆地黄土堆积速率空间差异性明显，中亚黄土的沉积速率变化受到气候、物源、风速、植被覆盖度、区域地形地貌等多因素的共同影响。.发现中亚山地-山麓-盆地降水及有效湿度变化存在空间差异性，表现为低海拔山麓-盆地由于冰期-间冰期降水增加量有限，在过去25万年整体上为持续干旱环境，而海拔较高的山地地区降水在冰期-间冰期降水增加显著。冰期-间冰期旋回万年时间尺度中亚-东亚不同区域一致表现为冰期干旱-间冰期湿润的变化特征，而末次间冰期及现代间冰期内部千年时间尺度中亚干旱区降水表现出与东亚季风区反相位变化模式。结合冰期-间冰期、末次间冰期/现代间冰期内部全球海陆耦合模型模拟分析，提出冰期-间冰期旋回尺度冰量-温度变化控制的大气湿度变化影响着北半球不同区域降水同步变化，进入间冰期，冰量减少-温度升高，西风-季风环流系统才成为控制中亚-东亚地区降水的主控因素。轨道驱动导致的中-高纬太阳辐射梯度与低纬太阳辐射反相位变化，引起的西风与东亚夏季风强度反相位变化，是导致间冰期内部千年时间尺度中亚与东亚降水不同步变化的根本原因。这些研究为理解高纬冰量和北半球太阳辐射在不同时间尺度上对中亚干旱区气候变化的影响机制提供了科学依据。