鄧廣超、鄧文峰等-JGR Atmospheres:珊瑚Ba/Ca記錄揭示小冰期后亞洲沙塵向西太平洋遠(yuǎn)距離輸送減弱
?亞洲沙塵活動(dòng)深刻影響區(qū)域氣候、空氣質(zhì)量和海洋生物地球化學(xué)過(guò)程,但其長(zhǎng)期演變究竟主要受自然氣候變化驅(qū)動(dòng),還是更多反映現(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)影響,仍存在爭(zhēng)議。現(xiàn)有認(rèn)識(shí)主要來(lái)自黃土、湖泊沉積物和冰芯等陸地記錄,連續(xù)、高分辨率的海洋證據(jù)相對(duì)缺乏。大型塊狀濱珊瑚骨骼Ba/Ca能夠記錄海水中溶解態(tài)Ba的變化,為追蹤遠(yuǎn)距離沙塵輸送提供了新的海洋代用指標(biāo)?;诖?,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士后鄧廣超和合作導(dǎo)師鄧文峰研究員等以西沙群島塊狀濱珊瑚為研究對(duì)象(圖1),重建了1816-2014年期間亞洲沙塵向南海北部遠(yuǎn)距離輸送的變化特征,并取得以下主要認(rèn)識(shí):
?(1)在綜合排查陸源輸入、地下水徑流、上升流、生物成因硫酸鋇、熱帶氣旋、低溫脅迫以及骨骼生長(zhǎng)速率等因素影響后,研究認(rèn)為西沙珊瑚Ba/Ca能夠有效記錄來(lái)自亞洲內(nèi)陸的沙塵輸入信號(hào)。同時(shí),西沙珊瑚Ba/Ca與多個(gè)獨(dú)立沙塵指標(biāo)在總體變化趨勢(shì)上具有一致性(圖2),進(jìn)一步支持其作為亞洲沙塵向南海北部遠(yuǎn)距離輸送代用指標(biāo)的可行性。
?(2)?Pettitt檢驗(yàn)識(shí)別出1870年前后為珊瑚Ba/Ca序列的顯著突變點(diǎn)(圖3)。與1871-2014年相比,1816-1870年Ba/Ca平均值更高、波動(dòng)更大、極端事件發(fā)生頻率也更高(圖3),表明1870年以前亞洲沙塵向南海北部的遠(yuǎn)距離輸送總體更強(qiáng),且年際變率更大。
?(3)珊瑚Ba/Ca與陸地沙塵代用記錄的對(duì)比表明,自19世紀(jì)末以來(lái),亞洲沙塵向南海北部的輸送總體呈減弱趨勢(shì)(圖4);西伯利亞高壓、近地面風(fēng)速、植被覆蓋、降雨和厄爾尼諾等因素,是影響亞洲沙塵活動(dòng)變化的重要驅(qū)動(dòng)因子(圖5)。隨著小冰期結(jié)束,西伯利亞高壓減弱,沙塵源區(qū)春季近地面風(fēng)速下降,從而削弱了沙塵氣動(dòng)與輸出能力;與此同時(shí),降雨和植被覆蓋增加進(jìn)一步抑制了沙塵釋放,而強(qiáng)厄爾尼諾事件發(fā)生頻率下降也不利于沙塵的遠(yuǎn)距離輸送(圖5)。
?(4) 研究結(jié)果表明,在近兩百年時(shí)間尺度上,控制南海開(kāi)闊海域沙塵遠(yuǎn)距離輸送變化的主要因素仍然是氣候強(qiáng)迫。相比之下,近現(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)(包括土地利用變化)的影響在該區(qū)域海洋記錄中并未表現(xiàn)為主導(dǎo)信號(hào)。
?上述研究首次獲得了1816-2014年期間亞洲沙塵向南海北部輸送的月分辨率海洋記錄,表明珊瑚Ba/Ca能夠反映亞洲沙塵向南海的季節(jié)性輸入變化,西伯利亞高壓、風(fēng)速、植被覆蓋、降雨和厄爾尼諾等氣候因子共同驅(qū)動(dòng)了近兩百年來(lái)亞洲沙塵遠(yuǎn)距離輸送的變化。

圖1 研究區(qū)域、珊瑚巖芯X光片

圖2 珊瑚骨骼Ba/Ca記錄與沙塵指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系

圖3 珊瑚骨骼Ba/Ca月分辨率記錄及Pettitt檢驗(yàn)識(shí)別的1870年

圖4 珊瑚骨骼Ba/Ca記錄與陸地沙塵代用指標(biāo)的對(duì)比

圖5 小冰期后亞洲沙塵的驅(qū)動(dòng)因素
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????本研究受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2023YFF0804801)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(42273009)、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目(2021352)以及中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所涂光熾優(yōu)秀青年學(xué)者獎(jiǎng)(TGC202205)等聯(lián)合資助。
?論文信息:
?Deng, G. (鄧廣超), Chen, X. (陳雪霏), Kang, H. (康慧凌), Wei, G. (韋剛健), Deng, W. (鄧文峰)*, 2026. Monthly-resolved coral Ba/Ca evidence for a post-Little Ice Age decline in Asian dust delivery to the western Pacific.?Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131, e2025JD045088.?https://doi.org/10.1029/2025JD045088.

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