近千年来我国中纬度地区东西向湿度时空变化的湖泊记录研究

我国中纬度地区存在东部季风区和西北内陆干旱区，在全新世期间存在湿度的错位相变化，在全球变暖下湿度/降水变化趋势存在显著差异。近千年来温度变化显示了年代际-世纪尺度的中世纪暖期、小冰期和全球变暖三个显著变化时期，理解近千年来我国中纬度地区湿度（降水）变化的时空差异具有重要现实意义。项目选择季风区和内陆干旱区的五个湖泊记录构成东西向横断面，采用表层沉积物的Pb-210和Cs-137测年、植物残体和碳屑等的C-14测年、纹层计年等方法建立可靠年代序列，通过孢粉记录的流域植被变化与摇蚊组合和自生碳酸盐同位素等记录的有效湿度变化，重建我国中纬度不同气候区近千年来高分辨率的湿度变化历史，集成内陆干旱区近千年来的湿度变化模式，认识湿度变化对全球温度格局的区域响应及其空间差异，并探讨可能的驱动过程和机制，为全球变化下我国中纬度地区湿度（降水）变化趋势预测提供科学依据。

我国中纬度地区存在主要受西风控制的内陆干旱区（西风区）和东部季风区，在全新世期间存在湿度的错位相变化，但百年尺度上，对两个区域的湿度变化历史及其相互关系尚缺乏系统研究。近千年来北半球存在百年尺度的中世纪暖期、小冰期和现代暖期三个显著变化时期，以此为背景理解近千年来我国中纬度地区湿度（降水）变化的时空差异具有重要的理论和现实意义。本项目（1）通过对西风区和季风区若干湖泊构成东西横断面，在精确定年的基础上，结合现代过程研究结果，利用多种代用指标重建了两大气候区关键点近千年来高分辨率湿度变化历史；（2）收集整理了西风区已发表的湿度代用资料，结合本项目获得的新记录，集成了内陆干旱区近千年的湿度变化序列；进一步整合来自季风区的已有资料和新记录，重建了特征时期我国中纬度不同气候区湿度变化的空间格局，初步提出了导致西风区和季风区降水/湿度差异变化的可能因素及其作用机制。结果表明，我国内陆干旱区过去1000年来主要经历了了1000～1350 AD期间干旱的中世纪暖期和1500～1850 AD期间湿润的小冰期，这与同属西风控制的中亚地区总体一致，与季风影响的华北区域基本呈反位相关系。我们认为，百年尺度的厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）变化可能是导致研究区中世纪暖期“西干东湿”，小冰期“西湿东干”时空格局的主要原因；北大西洋涛动（NAO）和大西洋年代际震荡（AMO）分别通过影响西风区和季风区降水对上述格局的形成有贡献。上述发现完善了申请者近年来（Chen et al., 2008；陈发虎等, 2009）提出的现代间冰期气候变化的“西风模态”框架，对认识全球气候变化的区域响应具有重要意义；研究过程中发现中世纪暖期可能具有更短尺度的气候波动、人类活动主导的暖期与自然因素主导的暖期其湿度响应存在差别、ENSO通过不同驱动过程对西风区和季风区降水产生影响等问题，值得进一步深入的问题。项目发表（含接受）SCI论文7篇，核心期刊论文4篇。