1608 / 2019-08-22 17:51:55

Dust storm outbreak in central Asia after ~3.5 kyr BP

10、干旱区环境与风沙科学 > 专题1：干旱区环境演化

粉尘作为地球气候系统中的重要因子, 其产生和传输对气候、生态系统及人类活动都有着重要的影响。亚洲内陆干旱区作为世界上最大的大气粉尘源区之一，其提供的巨量粉尘在冬季风和西风的作用下，对中亚干旱区、东亚乃至全球的气候变化都会产生影响。而塔里木盆地作为一个重要的沙尘暴源区，对其内堆积的粉尘序列的研究，在反演中亚粉尘源区的尘暴历史和作为粉尘远程传输重要媒介的西风环流的演变方面，有着独特的优势。
我们通过对塔里木盆地南缘一支包含火塘等人类活动遗迹的，长为18.1米风成沉积序列的多指标分析，重建了过去8500年以来中亚粉尘源区的尘暴变化记录，并通过对中亚粉尘源区和下风向格陵兰地区粉尘记录的功率谱、交叉小波分析及非线性递归及递归神经网络分析，探讨了源区和下风区的粉尘变化特征和驱动机制。研究发现：（1）中亚粉尘源区尘暴变化在3500年左右可能存在一个临界点/引爆点（tipping point）：尘暴活动在8500—3500年左右为稳定低值，3500年以后粉尘含量和波动幅度都急剧增加；小波分析表明尘暴记录的主导周期在约3500年发生了周期转型；基于递归分析的粉尘动力学特征表明8500—4400年间，粉尘系统为可预测性高的周期性系统，之后系统的稳定性和可预测性急剧降低，到3500年左右，一个不稳定的，以大幅波动的高尘暴强度为特征的新系统建立。（2）通过中亚和格陵兰地区粉尘记录的系统动力学特征和波谱学特征，首次提出太阳活动对这两个地区的粉尘活动有着重要的控制作用。（3）全新世太阳辐射及太阳活动变化导致的纬向温度梯度的变化，会通过影响西风环流的强度和急流轴的位置，进而增强近地面风速或延迟西风轴的北进，从而影响中亚地区的尘暴强度和频率。这是中亚地区全新世首条高分辨率、较为完整的尘暴记录，为深入研究中亚地区尘暴演化历史及其控制因素、科学预估该区未来沙尘暴变化趋势提供了新的资料。