摘要: 中高纬度的西伯利亚及中亚地区是欧亚大陆的几何中心，地域辽阔。该地区属于典型的西风影响范围，其古气候记录与亚洲夏季风影响范围内古气候记录的对比将帮助我们更好地了解西风与亚洲夏季风的相互作用。此外，该区域广泛分布的冻土(季节冻土和多年冻... 展开 中高纬度的西伯利亚及中亚地区是欧亚大陆的几何中心，地域辽阔。该地区属于典型的西风影响范围，其古气候记录与亚洲夏季风影响范围内古气候记录的对比将帮助我们更好地了解西风与亚洲夏季风的相互作用。此外，该区域广泛分布的冻土(季节冻土和多年冻土)对全球气候变化响应敏感，并深刻影响着全球气候变化。但是，目前针对该地区的古气候研究主要集中在树轮、孢粉、湖泊沉积等领域，洞穴次生碳酸盐沉积的古气候记录研究较为匮乏。通过与该区域现有其他代用指标重建的古气候记录及欧亚大陆其他区域石笋记录的对比，我们的记录必将填补前人研究的空白。 本文首先利用15个全球降水同位素监测网(Global Network of Isotope in Precipitation, GNIP)站点的现代大气降水的氧同位素(δ18OP)数据，分析了西风控制区δ18OP与气温、降水量及大气环流之间的关系。其次，本文对西伯利亚阿尔泰地区石笋进行研究，利用高精度U-Th测年技术和碳氧稳定同位素分析技术建立了早全新世9-11.5kaB2K(公元2000年以前)高分辨率的石笋古气候记录。利用微量元素重建了研究区早全新世的水文状况演变历史。通过与全球多种古气候记录进行对比探讨西伯利亚阿尔泰地区石笋δ18O的气候意义和可能的驱动机制。 西伯利亚阿尔泰地区K4石笋的多指标记录高分辨率地重建了早全新世欧亚大陆核心区域受西风控制情况下的气候演变历史。通过前人研究及现代观测数据结合全球多种古气候记录的对比，本文探讨了K4石笋δ18O、δ13C、Mg/Ca及Sr/Ca等不同指标的气候意义，讨论了早全新世阿尔泰地区的气候环境特征及其驱动机制。 我们的研究表明： (1)亚欧大陆西风控制区大气降水δ18OP在月时间尺度上主要受温度控制；在年际尺度上，大气降水年加权的氧同位素δ18OW受到北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation, NAO)的显著影响，而与年平均温度和年降水量之间均无显著相关性。 (2)早全新世西伯利亚阿尔泰地区石笋δ18O主要受太阳辐射驱动反映了以下过程：①随着全新世夏季太阳辐射的增强，西风的位置逐渐北移，带来18O含量相对更少的北大西洋水汽，导致石笋δ18O偏负。②冬季太阳辐射的增强导致西伯利亚高压减弱，同时西风带来的冬季降水增多，冬季降水比例的增加即偏负δ18O的比例增加，最终导致石笋δ18O偏负。 (3)K4石笋碳氧同位素序列在去趋势之后显示出125年左右的共同周期，与太阳活动的周期类似，表明二者受到太阳活动的影响。去趋势的碳同位素时间序列存在164年及117年的周期，氧同位素存在172年、109年、94年以及9年的周期，以上周期与北大西洋气候记录GRIP、NGRIP进行小波分析得出的173与108及172与103年周期在误差范围内一致，因此我们认为北大西洋的气候波动信号可以通过西风带传输到西伯利亚阿尔泰地区，并在洞穴次生沉积物石笋中记录下来。 (4)我们的石笋微量元素Mg/Ca与Sr/Ca呈现出相似的变化趋势，在大多数峰谷期可以互相对应，并且与δ13C基本一致，因此我们认为K4石笋Mg/Ca、Sr/Ca与δ13C记录了该地区早全新世的水文过程。 (5)与现代观测的NAO模式类似，在全新世早期气候变化显示出一种“古NAO模式”，主要是由太阳强迫导致西风带移动、西伯利亚高压强度发生变化而产生的，这种模式可能同样导致ITCZ的南北移动，从而影响全球范围的气候变化。 收起