年轮精细刻画青藏高原3500年水文气候变化历史 | 科技前线

 

 

▲科研团队在野外采集样本

 

全球水文循环是影响全球气候的“晴雨表”，预测和防范未来极端气候事件，亟需可靠、高分辨率、长时间尺度的水文气候记录。

 

中国科学院地球环境研究所刘禹团队联合多国学者，重建了青藏高原过去3500年逐年分辨率的水文气候变化历史，这将成为研究晚全新世气候变化的基准标尺。

 

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站上青藏高原回望历史

 

亚洲季风系统作为地球上最具影响力的大气环流之一，其细微变化可能引发大规模干旱、洪水等灾害。但由于缺乏长期、定年准确、高分辨率的古气候数据，亚洲季风与人类福祉之间的关系，仍是一个亟待解决的难题。

 

青藏高原成为了解亚洲季风系统，乃至全球气候变化的一个“窗口”，原因有三：

 

地理位置重要。作为“第三极”的青藏高原是全球大气过程的关键枢纽，水文气候过程受亚洲季风和西风带协同调节。

 

水文气候变化具有区域代表性。青藏高原的水文气候变化在一定程度上可以代表中国中东部地区的水文气候变化特征。

 

生长有中国最长龄的树。在青藏高原这一高寒地区生长着大量千年以上的祁连圆柏（Juniperus przewalskii Kom.）。祁连圆柏对湿度变化十分敏感。另外，青藏高原的墓葬中还保存着大量更早时期的祁连圆柏圆木。

 

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树木年轮显身手

 

树木年轮具有定年准确、分辨率高等特点，是开展历史全球变化研究的一个重要自然载体。其中，树轮δ¹⁸O是研究水文气候变化的理想指标。

 

科研团队在野外采集了大量的祁连圆柏活树树芯和古木样本，筛选出17棵树作为样本，将年轮逐年剥离，提取纤维素并测量其δ¹⁸O值。最终获得15028个树轮δ¹⁸O数据，基于此建立了过去3476年逐年分辨率的树轮δ¹⁸O记录。

 

团队将这一树轮δ¹⁸O记录与现代气象观测记录相结合，精细重建了青藏高原晚全新世以来的水文气候变化历史。

 

 

▲青藏高原过去3500年树轮δ¹⁸O记录

 

03

加强保护迫在眉睫

 

研究发现，1930年-2010年是过去3500年中最为严重的干旱时期，出现了8个超级干旱年份，远超其他世纪。研究还揭示，20世纪严重干旱的成因与人类活动排放的气溶胶有关——气溶胶削弱了亚洲季风和西风强度。

 

该研究为区域气候历史与动态提供了全新视角，对气候模型、考古学和历史学研究具有重要参考价值。

 

同时也提醒我们，尽管现代社会抗旱能力增强，但未来更频繁、更严重的干旱仍可能对生态系统构成威胁，凸显了减排和加强自然保护的紧迫性。

 

 

▲青藏高原过去3500年逐年水文气候变化过程

 

作者： 刘禹 蔡秋芳 ；来源：中国科学院地球环境研究所