Klimasimulering afslører nedbørsisotopændringer i asiatiske monsun- og tørre områder gennem de sidste 300.000 år

Stabile isotoper i nedbør er vigtige indikatorer for at studere ændringer i Jordens vandkredsløb og rekonstruere palæoklimatets historie. Tidligere undersøgelser har vist, at de nedbørsstabile isotoper i Asien registreret i stalagmitter og andre sedimenter har fremtrædende periodiske ændringsmønstre på 10.000-års skalaen (orbital skala) i geologiske perioder, men i det videnskabelige samfund er der stadig kontroverser om den klimatologiske betydning, der er angivet ved nedbørens isotopændringer i forskellige dele af Asien.

I en artikel med titlen "Modelbaserede distinkte karakteristika og mekanismer for nedbør i orbitalskala δ ¹⁸ O variationer i asiatiske monsun- og tørre områder under det sene kvartærtid", som netop er blevet offentliggjort i National Science Review , afslørede videnskabsmænd fra Kina og USA tydeligt forskellige variationskarakteristika og deres kontrollerende faktorer for nedbør, iltstabilt isotopforhold (δ ¹⁸ O_p ) på orbital skala i det tørre Centralasien (CA), monsunens Sydasien (SA) og Østasien (EA). Denne undersøgelse giver ny indsigt til at forstå de regionale forskelle og dannelsesmekanismer af langsigtede ændringer af nedbørsisotoper i Asien.

I denne undersøgelse blev en forbigående simulering, der dækkede de sidste 300.000 år, udført med en isotopaktiveret klimamodel, under tidsvarierende klimapåtvingende forhold, herunder astronomisk isolation, atmosfæriske drivhusgasser og globale iskapper.

Modelleringsresultaterne indikerer, at variationerne af CA, SA og EA årlige δ ¹⁸ O_p udviser betydelige, men asynkrone 23.000-årige cyklusser (precessionscyklusser). δ ¹⁸ O_p ændringer i den respektive regntid i CA (november-marts) og SA (juni-september) har også betydelige præcessionscyklusser, mens δ ¹⁸ O_p ændring af regntiden i EA (maj-september) viser ikke præcessionscyklusser, hvilket tyder på, at den årlige δ ¹⁸ O_p i CA- og SA-regionerne afhænger hovedsageligt af δ ¹⁸ O_p variation af deres regntid, men det er anderledes i EA-regionen.

De præcession-inducerede strålingsændringer i forskellige måneder er den grundlæggende årsag til de periodiske og asynkrone variationer af årlige nedbørsisotoper i CA-, SA- og EA-regionerne, men de involverede fysiske processer er forskellige. For CA-regionen, hvor den årlige nedbør er domineret af vinteren (regntiden) nedbør og snefald, identificeres regnsæsonens temperatureffekt og vanddamptransport gennem den vestlige cirkulation som de vigtigste præcessionsskalaprocesser, der forbinder oktober-februar boreale midten -breddegrad isolation til regntiden eller årlig δ ¹⁸ O_p .

I SA-regionen, hvor den årlige nedbør er domineret af sommermonsunen, tjener regnsæsonens nedbørmængdeeffekt og opstrøms udtømning af monsunvanddampisotopen som de vigtigste mekanismer, der forbinder regnsæsonen eller den årlige δ ¹⁸ O_p til april-juli insolationsvariationen på præcessionsskalaen. For EA-regionen er den årlige præcessionsskala imidlertid δ ¹⁸ O_p er hovedsageligt styret af vanddamptransportmønstrene i den sene monsun (august-september) og før-monsunen (april-maj), som er drevet af hhv. juli-august insolation og det globale isvolumen.

"Vores resultater tyder på, at de klimatiske implikationer af den asiatiske orbitalskala δ ¹⁸ O_p variationer er følsomme over for deres geografiske placeringer, fordi de er bestemt af de kombinerede virkninger af de præcession-inducerede ændringer i de lokale klimaelementer og regionale cirkulationsmønstre," siger Dr. Xiaodong Liu, hovedforfatteren fra Institute of Earth Environment, kinesisk Academy of Sciences. + Udforsk yderligere

Undersøgelse afslører indlandstørre klimadynamik over Asien siden Holocæn