末次间冰期以来北太平洋粉尘记录及西风带演化机制研究

The Chinese climate system is jointly controlled by the Asian Monsoons and the westerlies. Therefore, to better understand the climate pattern and even the global climate system, it is essential to trace the evolution of the westerlies and how it couples with the Asian Monsoons. The dust signal preserved in the marine sediments and terrestrial material provides a sensitive way to investigate the atmospheric circulation at different time scales. The Asia and the Northern Pacific Ocean (NPC) is one of the best natural laboratory to investigate the dust flux. However, the high-resolution dust records from the NPC are rather limited. The objective of this project is to construct high-resolution dust records from the NPC marine sediments since the last interglacial by investigating a climate transect using an interdisciplinary approach including geophysics, geology, paleocliamte, and geochemistry. We aim to investigate how the westerlies evolve and how the westerlies and Asian monsoons are coupled.

中国地处亚洲季风和西风带共同作用区。西风带的演化特征与机制，以及西风带与亚洲季风之间的耦合关系，对于理解中国的气候格局和全球气候演化研究都具有非常重要的意义。研究不同时间尺度下粉尘的演化特征是研究大气环流模式的有效途径。亚洲大陆及其周边的海域是研究内陆粉尘通量变化的天然实验室。然而，目前对北太平洋地区的海洋粉尘记录的研究还比较薄弱。本项目拟在北太平洋区，选择沿着西风带走向的一个气候断面，进行地球物理学、地质学、古气候学与地球化学等方面的多学科交叉研究。通过构建地球磁场相对古强度曲线，获得高精度的时间标尺。结合岩石磁学以及非磁学方法，构建末次间冰期以来亚洲粉尘通量变化曲线，通过结合气候模拟，进而确定西风带的变化特征及其变化机制。同时通过对比东亚季风的演化信息，研究西风带与亚洲季风之间的耦合关系。

保存于陆地和海洋的粉尘记录携带了源区环境和气候演化以及大气环流波动的重要信息。在本项目的资助下，项目成员对亚洲内陆和北太平洋的粉尘沉积物开展了系统的研究，同时完成了相关西风环流和东亚季风的古气候模拟研究工作。在亚洲粉尘源区，本项目全面评估了表层粉尘样品的磁性矿物学特征，为亚洲粉尘的物源研究提供了有力支撑。此外，提取了青藏高原长序列粉尘演化历史，将亚洲内陆粉尘记录的时间尺度拓展到距今约55个百万年。在太平洋粉尘沉降区，本项目建立了适用于高分辨率海洋粉尘研究的新粉尘相对含量指标，重建了上新世中晚期以来北太平洋高分辨率和高精度的粉尘通量演化序列。在此基础上深入探讨了粉尘记录的古环境指示意义，建立了亚洲粉尘源区在上新世到更新世过渡时期的环境演化新模型。在古气候模拟方面，本项目对上新世以来西风带的演化特征与机制、末次冰盛期东亚季风系统对我国气候调控和水汽输送等方面都取得了一定进展。本项目基于海陆粉尘记录和古气候模拟所取得的研究成果，进一步加深了对亚洲粉尘“源-汇”循环过程的理解和认知，同时也为全球变化研究提供了新方法和新思路。