波令-阿勒羅德間冰期時期西南印度夏季季風(fēng)降雨的變化性

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1、波令-阿勒羅德間冰期時期西南印度夏季季風(fēng)降雨的變化性ISSN1009—2722MarineGeologyLetters海洋地質(zhì)動態(tài)波令一阿勒羅德間冰期時期西南印度夏季季風(fēng)降雨的變化性AshishSinha等北方春季時期印度次大陸和西藏高原的差異性增熱吸引了印度洋的潮濕空氣穿越印度大陸,產(chǎn)生了世界上最顯著的西南印度夏季季風(fēng)(ISM)體系(Webster,1987).世界上大約25的人口受到這種季節(jié)降雨的影響.2O世紀(jì)6O年代末期,印度約15O萬人死于連續(xù)3年的季風(fēng)失常(重大災(zāi)害數(shù)據(jù)庫,2005).弄清有儀器

2、記錄(AD1850)之前的ISM變化性對于提高季風(fēng)預(yù)測能力是很重要的.晚更新世至全新世ISM變化性的原始記錄來自阿拉伯海沉積物(如Schulz等,1998;Sirocko等,1993;Overpeck等,1996;Gupta等,2003).因為這個區(qū)域經(jīng)歷著由夏季季風(fēng)濱外風(fēng)驅(qū)動的強(qiáng)烈的上涌流,所以上涌流和風(fēng)力強(qiáng)度的指數(shù)變化被解釋用來反映季風(fēng)強(qiáng)度的變化.雖然大多數(shù)研究給出了重要的ISM長期活動的信息,但是它們?nèi)狈ρ芯縧O～100年級季風(fēng)變化性特征所需的時間分辨率.此外,由于季風(fēng)降雨量更多地取決于水氣含量和活

3、動路線而非風(fēng)速,故這些研究中體現(xiàn)出的風(fēng)速和季風(fēng)強(qiáng)度之間的因果關(guān)系也可能不具說服力(Ruddiman,1997;Sarkar等,2000).然而,阿拉伯海的記錄表明ISM強(qiáng)度的100~1000年級變化出現(xiàn)在全新世和末次冰期,可與北大西洋氣候變化聯(lián)系在一起(Schulz等,1998;Cupta等,2003).對全范圍的lSM變化性進(jìn)行重建,需要更廣的地理和時間覆蓋率的陸地替代性降雨量記錄,但是現(xiàn)在只有少量的來自印度的高分辨率陸地記錄,這些記錄的時空覆蓋率都很有限.洞穴沉積物能夠作為過去降雨量變化的記錄,這是因

4、為熱帶,季風(fēng)區(qū)洞穴沉積物方解石中的氧同位素含量(8埔O)主要是由降水的8"0值來控制的,與降雨量和從氣體中消除的水氣量成反比.這種觀察到的8O一降水關(guān)系為使用洞穴沉積物8¨O記錄來定性一半定量重建季風(fēng)降水變化提供了基礎(chǔ)(如Neff等,2001;Wang等,2001;Fleitmann等,2003;Yadava等,2004).我們在本次研究中給出了印度喜馬拉雅山西部Timta洞(29.5017N,80.0201"E;1900m高度)石筍的高分辨率8.O記錄,記載了波令一阿勒羅德時期ISM的變化性.我們將該記

5、錄與記載了東亞季風(fēng)降水變化的Hulu洞,Dongge洞洞積物8.O記錄和格陵蘭冰心進(jìn)行了對比,研究冰消期期間北部高緯度區(qū)亞洲季風(fēng)和氣候變化之間的聯(lián)系.1洞穴位置和氣候?qū)WTimta洞(表層氣溫6～8℃,平均年溫15℃,降雨132em)位于印度的Pithoragarh地區(qū).根據(jù)降水同位素全球網(wǎng)(GNIP)站位的估計值,該區(qū)域的平均年降雨中8O值為一8.O‰土1.o%o(維也納標(biāo)準(zhǔn)平均海水,VS—MOW)(Bowen和Revenaugh,2003),Timta地區(qū)季風(fēng)降雨的平均月(6月至1O月)8.0值為一10

6、.O‰土2.0%oVSM0W(國際原子能機(jī)構(gòu),2003),與我們于2003年7月在Timta洞采集的雨水和滴水的8O值(一8.9‰至一¨.O‰VSMOW)相一致.不同的是,與單獨(dú)的西風(fēng)干擾(Barry,1981;Thompson等,2000)或再循環(huán)水氣(Das,1995)有關(guān)的非季風(fēng)降水中的a埔O值為1.O‰土1.0%0VSMOW(Rozanski等,1993).Timta洞具有記錄ISM變化性的理想的位置.首先,7o～9o的年降雨出現(xiàn)在季風(fēng)月份,具有明顯的負(fù)8埔O值,因此洞積物方解MarineGeol

7、ogyLetters海洋地質(zhì)動態(tài)2006年5月石占nO值的變化應(yīng)該更多地歸因于夏季季風(fēng)降雨.第二,Timta洞位于孟加拉灣季風(fēng)區(qū)的北部邊緣附近,處于受其強(qiáng)度影響的敏感位置.該區(qū)域的降雨量與Timta和印度東部沿海之間受雨水沖洗的程度有關(guān).此外,受到西藏高原對ISM氣體行動路線的限制,我們認(rèn)為Timta洞的水氣來源是保持不變的.我們解釋了石筍T1占nO值的時間變化來初步反映氣體從源區(qū)移走時由富8坤O水氣累進(jìn)性損失導(dǎo)致的雨水沖洗程度,因此T1占¨O記錄是源區(qū)和Timta洞穴之間地區(qū)降雨量變化的替代性指標(biāo).雖然

8、還有其他的過程也對石筍的8nO值做出貢獻(xiàn),如土壤帶的蒸氣變化,洞穴內(nèi)的潮濕度,地下水滲入率和各種滴水率等,但是這些過程均是在某種量效應(yīng)的同一方向?qū)κS方解石的氧同位素比值發(fā)生作用,例如條件越潮濕產(chǎn)生的負(fù)同位索值的程度就越高(Burns等,2002$Fleitmann等,2003).我們推測的占¨O降水關(guān)系與現(xiàn)代氣象觀測結(jié)果和Timta洞東北面西藏高原南部降水中的占nO值相一致,受ISM同支的左右.2方法印度北部大部分地區(qū)的石筍