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[科学时报]张平中:太阳活动对亚洲季风降水变化的作用

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本报讯 11月7日出版的《科学》(Science)杂志上,兰州大学西部环境教育部重点实验室教授张平中等发表了题为《一个1810年长度中国石笋记录对气候变化、太阳活动和文化关系的检验》的学术论文。论文揭示了最近1810年来亚洲季候风降水变化与太阳活动、中国历史文明演化的关系,以及全球变暖下的区域气候变化情况。
 
  石笋主要由从洞穴顶部的地下水滴落淀积而成的碳酸钙组成,石笋的形状或同位素的改变,都反映出洞穴附近的降雨量。同时,通过研究储存在石笋上的放射性元素铀及钍的比例,研究人员可以石笋平均两年半一层为单位,得到古气候特别是季候风影响的“记录”。
 
  该项研究利用甘肃武都万象洞溶洞的石笋进行研究。甘肃省武都地理位置接近干旱地区,非常具有代表性。科研人员在精确测年下开展石笋氧同位素气候重建,确立了最近1810年以来的亚洲季风环流的降水变化与太阳活动、北半球温度和中国温度变化、欧洲阿尔卑斯山的冰川发育和中国过去文明演化之间的关系。
 
  科研人员发现,在中世纪暖期(950~1340A.D.)亚洲季风增强,而在小冰期亚洲季风减弱。对照中国历史,科研人员还发现,在唐朝最后60年和五代十国的前30年(850~940 A.D., 晚唐弱季风期)、元朝后期和明朝初期(350~1380 A.D. , 晚元弱季风期)、明朝的最后几十年(1580~1640 A.D. , 晚明弱季风期),亚洲季风减弱,降水极其缺乏,气候极端干旱;而北宋建立的前60年(960~1020 A.D.),亚洲季风增强。
 
  研究人员认为,几个世纪以来,作为农业大国,亚洲的季风为中国农作物的灌溉提供了十分需要的水源。例如,在季风强烈的北宋等王朝,雨量充沛促使稻米耕作增加,从而使社会进入了发展的好时机。
 
  但是,当季候风转弱时,雨水就落在远远的华南及华东,令中国北部和西部地区干旱少雨。例如公元850年至940年的干燥期,可能导致稻子失收,进而引起了社会动荡,使得唐王朝走向衰败。
 
  研究人员同时发现,晚唐弱季风期、晚元弱季风期和晚明弱季风期,阿尔卑斯山冰川都大幅度前进,而在中世纪暖期和19世纪晚期的季风强盛期,阿尔卑斯山则表现为冰川的大幅度撤退,进一步证实在小尺度上亚洲季风的变迁与高纬气候变化遥相关。
 
  通过研究,研究人员指出,在近2000年亚洲季风演化历史中,在20世纪中期以前,太阳活动对亚洲季风降水的变化起着决定作用,太阳活动增强,亚洲季风强盛而且带来的降水也增多;然而,在20世纪晚期(约1960年之后),亚洲季风区自然气候降水发生异常,呈现了温度持续升高和亚洲季风降水逐渐减少的变化趋势,人类活动导致了近50年来亚洲季风环流变迁和降水变化异常。
 
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