临汾盆地高分辨率黄土记录的MIS3阶段气候变化过程

Geological records have proved that the Marine Isotope Stage 3 ( MIS 3). should be characterized by a warm-wet climate and a large transgression. And the study of MIS3 can help us understand the current climate change under the ground of global warming as well as predict the trend of climate change in the future. However comparing to researches that have been done on marine sediment, ice core record and other sediment, the study on MIS3 is still quite small and controversial. Consequently, the research area is located on Southeastern Chinese Loess Plateau which is the Linfen Basin. The region is located in a semi-arid, semi humid temperate continental monsoon climate zone, It is a transitional area from semi humid region to semi-arid area. such as sensitive climate, fast sedimentation rate, large thickness and high information content. By analyzing loess section of Linfen Basin. we wish to resolve the duraion of MIS3, the process of climate change, the characteristic of MIS3 as well as the climate whether is warmer or colder than the Holocene. Besides, the conclusion aslo provide new materials and evidence to understand change of Holocence climate, simulate the climate change trends in the future and make a distinction between man-made and nature climate change on the background of global warming.

大量地质资料反映了 MIS3 阶段具有间冰阶海侵、暖湿的气候环境特征。对这一阶段的气候成因论证, 将为现代温室效应的气候增温提供重要的历史相似型。拓宽思路，有助于对未来以百年计可能出现的气候和环境进行评估。目前，在海相、冰芯和其他陆地沉积中展开了大量研究。但时至今日中国黄土MIS3研究仍旧较少，且结论争议较大，对MIS3变化过程和特征更是缺乏详细的了解。为此，选择处于黄土高原东南缘的临汾盆地来作为项目的研究区域。该区地处半湿润向半干旱区过渡的温带大陆性季风气候区，气候变化敏感，沉积速率高、蕴含信息量大。通过对该地区黄土剖面进行详细分析，将对MIS3持续的时间长度、气候变化的具体过程、气候变化的特征以及同全新世相比其冷暖程度等问题有一个全新的认识。此外，研究结果也可以为理解全新世气候变化和模拟未来气候变化趋势，区分全球变暖背景下人为和自然气候变化过程提供新的材料和证据支持。

深海氧同位素3阶段（MIS3）是末次冰期气候相对温湿的特殊时期，不同地区的研究结果都支持了这一观点，并表明这一暖湿气候具有全球性。对其变化过程和特征的研究将有助于理解目前气候环境现状以及预测未来气候的自然变化趋势，日益引起广大学者的关注和深入研究。对于这一时段特殊的气候表现解释较多，但就目前来看尚没有突破性的结论，也没有统一的认识。在光释光（OSL）测年的基础上，利用粒度-年代模型建立了临汾盆地末次间冰期以来的年代标尺，并结合磁化率、粒度、全铁、有机质等环境指标，初步讨论了末次间冰期以来临汾盆地气候变化特征。末次间冰期以来气候虽表现出一定的区域特征，但整体上表现出与深海氧同位素相似的变化特征。说明临汾盆地气候波动受控于全球气候变化，叠加于全球冰量变化趋势之上。综合研究得到，MIS3（56-25kaBP）阶段气候整体上以弱暖湿为主，同时内部可划分为三个阶段：56-45 kaBP气候为弱温湿（MIS3c）；45-41 kaBP呈现短暂的冷干（MIS3b）；41-25kaBP表现为较强的温湿（MIS3a），表现出暖-冷-暖的气候组合，且3a的暖湿程度要大于3c。结合全球不同区域的气候对比研究结果，MIS3气候总体表现为温暖、湿润，且存在一定的区域差异，但都没有达到末次间冰期水平。造成这种结果的原因很可能是在北半球冰盖和地表接收太阳辐射量共同作用下，导致热量和水分在各区域配置不同，从而使各区域间表现出较大的环境差异，但具体的耦合机制还需开展进一步研究工作。另外临汾盆地的黄土沉积还捕捉到了多次的千年尺度气候波动，进一步佐证了末次冰期发生于北大西洋地区的快速气候波动事件同样存在于中国的黄土记录中。而粒度端元分析结果也表明代表西风的EM2端元表现出明显的千年尺度特征，这说明西风环流在北大西洋气候信号向东亚季风区深入过程中起着关键作用。本研究获得的一些在黄土高原典型地区所没有的结论和数据，有助于增强认识目前气候的变化过程和并为预测未来气候变化的趋势提供了必不可少的基础性数据。