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地环所揭示中国东南地区树轮稳定氧同位素反映ENSO信号的机制
【发布时间:2022年03月29日 】【来源:中科院地球环境研究所】

       树轮稳定氧同位素(δ18OTR)是研究过去气候变化的重要代用指标。但是,δ18OTR记录的气候和环流信号非常复杂,合理解读这些信号的来源是基于δ18OTR重建过去气候的前提。

  过去研究普遍发现中国东南地区(SEC)的δ18OTR记录与厄尔尼诺南方涛动(ENSO)呈显著正相关。但由于SEC局地干湿变化与ENSO相关不显著,因而该地区δ18OTR与局地干湿变化显著的负相关无法解释它们与ENSO的关系。

  本研究基于4条来自SECδ18OTR序列,利用拉格朗日后向轨迹试验对水汽来源进行推演,结合降水氧同位素(δ18OP)观测和模拟数据以及气象再分析数据,我们建立了一个概念模型来解释ENSO信号是如何被记录进中国东南地区δ18OTR中的。模型指出:在El Nino的发生及衰退时期,西北太平洋上空反气旋式大气环流异常导致该区域对流减弱;SEC降水的主要水汽来源地与西北太平洋上空的对流减弱区有很大对应;上游对流减弱使得输送至SEC的水汽中18O富集,导致SEC地区δ18OP正异常,进而被δ18OTR记录;因而,δ18OTR也出现正异常。模型还指出:水汽来源变化不是联系SEC区域δ18OPδ18OTR变化与ENSO的主要因子。

  这些结果为解读东亚季风区的δ18OTRδ18OP表达的气候意义提供理论基础。

  本文于202236日在线发表于International Journal of Climatology。研究得到中国科学院战略性先导科技专项(XDB40010300)和国家自然科学基金(41902189, 41991251, 41671212, 32061123008)共同资助。

  全文详见:Fang Congxi, Liu Yu, Li Qiang, Song Huiming, Cai Qiufang, & Sun Changfeng. How is the El Nino–Southern Oscillation signal recorded by tree-ring oxygen isotopes in southeastern China? International Journal of Climatology, 2022, 1–20. doi: 10.1002/joc.7601

  链接:https://doi.org/10.1002/joc.7601

  
  

图1 4条来自中国东南地区的δ18OTR序列与ENSO(a)相关和(b)合成分析。其中TMSCTGLTW分别表示天目山、长汀、桂林和台湾。

    

  图2 (a)–(d)分别为4个树轮样点气候平均的水汽贡献百分比分布图;(e)–(f)El Nino发生及衰退期低空风场、对流和降水场异常分布图。

   

  图3 中国东南地区δ18OTR记录ENSO信号机制的概念模型示意图。

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