中全新世以来不同纬度地区的海洋环境及其对全球气候变化的响应

在全球气候变化背景下，不同纬度地区的气候与海洋环境变化及其对全球气候变化的响应既有共性又存在着差异性。因此，系统研究不同纬度海区海洋环境与气候变化，对探讨气候与环境变化的机理与控制因数（如太阳活动、海洋内部物理过程）对其的影响有着极为重要的意义。.本项目的最终目标是定量重建中全新世以来不同纬度海区（极地－亚极地，亚热带，热带）气候－环境变量（温度、盐度、海冰和降雨量等）变化序列，重点研究中全新世以来的被全球广泛记录到的典型气候事件如全新世大暖期、中世纪暖期和小冰期变化特征如起始、延续时间、变化幅度和在不同纬度的空间分布与区域表现形式；探讨东亚季风区热带幅合带（ITCZ）南北迁移与大西洋暖流强弱变化的相关性及气候与环境变化的控制因数如太阳辐射变化等对其的影响。

项目系统地对东海冲绳海槽南部、冰岛北部陆架、南海北部以及格陵兰西部海域5个高分辨率沉积钻孔中的硅藻面貌进行了分析，建立了反映不同气候条件下不同海洋环境的硅藻组合。我们以北大西洋表层沉积硅藻－环境变量数据库为基础，定量重建了冰岛北部海域全新世9000年以来夏季表层海水温度和7000年以来格陵兰西部春季海冰浓度变化。结果表明，研究区全新世大暖期、中世纪暖期和小冰期特征明显，尤其是冰岛北部海域，全新世大暖期海水温度比现在高约2-3℃。将该夏季表层海水温度和春季海冰浓度记录分别与树木年轮14C记录所反映的太阳辐射强度变化进行对比后发现，温度和海冰记录与太阳辐射强度间在4000年以来均具有很强的相关性。气候耦合模型——COSMOS模型模拟了在太阳辐射增强和减弱的边界条件下，海冰浓度、海冰输送量及海水表层温度的变化情况，进而从物理海洋学角度分析海冰变化的影响机制。模拟结果也表明，太阳辐射变化是研究区海水温度变化和海冰形成的主要驱动因素。.我们以环太平洋边缘海表层沉积硅藻－环境变量数据库为基础，定量重建了7000年来南海与东海全新世夏季表层海水盐度和东海冬季表层海水温度变化。结果表明，7000年来东海冬季表层海水温度存在四个明显的暖期，但全新世大暖期特征并不明显；与此相反，夏季表层海水盐度在全新世大暖期最低，7000年以来呈现逐渐升高的趋势，可能与东亚夏季风逐渐减弱的趋势相对应，是7000年来夏季风降水减少的效应。同时，7000年以来的夏季表层海水盐度逐渐升高与7月份夏季太阳辐射量逐渐减弱的趋势相对应，且其变化存在着344，210，129，111，83和71年的周期。其中，前5个周期可与太阳辐射的385，210，131，105和87年周期相对应，而71年的周期则与太平洋十年间涛动50－70年周期相当，反映不仅是太阳辐射变化，而且区域性大气－海流系统，均是导致该区夏季表层海水盐度变化的重要因素。