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南海研究新进展:首次证明沙尘暴南界到达南海并指示冬季风强度变化

2014-05-22

  

       

肆虐我国东部的沙尘暴天气自古有之,孙立广研究小组的最新研究认为,它的南界可到达南海西沙群岛,过去1400年来与冬季风的强度变化有关。 

 

孙立广研究小组对南海西沙东岛湖泊沉积物元素的分析结果表明:Ti、Al元素在含鸟粪珊瑚砂沉积柱中的含量远低于陆海沉积物又远高于东岛地质背景值,并有显著变化;电镜下分析显示,沉积物中均含有酸不溶颗粒,其丰度与Ti和Al丰度正相关,且具有明显的风成形貌特征,与华东地区春季沙尘颗粒相比,形貌特征接近,粒径明显较小;X射线能谱分析结果也显示,沉积物中的酸不溶颗粒物与亚洲内陆沙尘相同,主要由硅酸盐岩和石英碎屑组成, Sr、Nd同位素比值也显示在相同的范围内。研究人员因此认为,东岛沉积物中的陆源粉尘是由东亚冬季风南下支从亚洲内陆搬运而来。 

 

亚洲、非洲陆源粉尘和南海周边地区物质的Sr、Nd同位素结果;

红点为东岛湖泊沉积物中陆源粉尘。 

 

他们结合AMS-14C 与210Pbex定年结果,利用沉积柱中Ti通量重建了过去1400年南中国海西沙海域陆源粉尘沉降历史。结果显示,过去110年该地区粉尘通量与器测东亚冬季风强度指标(西伯利亚高压,北极振荡指数,东亚大槽)存在反相关关系,而与华南地区冬春季节(11月-3月)平均气温正相关,这与中高纬度地区粉尘通量与东亚冬季风的关系相悖。通过对过去50年冷暖年份不同高度水平风场的合成分析发现,冷冬年份东亚地区远源粉尘传送关键高度风场(850hPa)的南下支反而比暖冬年份弱,风场矢量偏东,这与“牛塘”沉积中粉尘结果相符。过去1400年,西沙海域的陆源粉尘记录与中高纬度东亚冬季风记录也存在类似的反向关系。研究人员据此重建了过去1400年来南海地区冬季风的演化趋势,首次证明了亚洲内陆粉尘可传送到南海西沙群岛,并确定了其特殊的传送方式。 

 

a,b,c,d,e 为东亚中高纬度地区过去1400年来粉尘或沙尘天气记录, 

f为东岛粉尘记录。 

 

研究论文的第一作者为刘毅博士。研究工作得到南海西沙水警区的大力支持和科技部973项目、国家自然基金和中央高校平台基金的资助。 

 

与此同时,由国家新闻出版广电总局列入“高端科技出版工程”和国家出版基金资助的“前沿研究”【南海岛屿生态地质学】近日已出版。它汇集了过去11年来孙立广小组在西沙的研究成果,其中包括在Nature communications、Nature Geoscience 和顶级专业学术期刊GCA等40余篇SCI文章的研究成果。专著对南海岛屿过去几千年来气候、生态与环境变化进行了系统总结。

 

(极地环境研究室) 

 

附研究论文链接:http://www.nature.com/srep/2014/140516/srep04994/full/srep04994.html 

(地球和空间科学学院极地环境研究室)

 

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