实验室李国强研究员和陈发虎院士等在《Earth and Planetary Science Letters》上发表了题为“A Tianshan Mountains loess-paleosol sequence indicates anti-phase climatic variations in arid central Asia and in East Asia”的研究成果。

中亚干旱区是北半球中纬度内陆干旱区的主体，其气候干旱、生态系统脆弱，也是北半球粉尘的重要源区之一。陈发虎院士研究团队通过对中亚气候变化的集成研究提出了中亚干旱区现代间冰期（1.15万年至今）不同时间尺度气候变化与东部季风区存在错相位的“西风模态”，但对于中亚干旱区气候在更长时间尺度上是否也存在有别与季风区的“西风模态”还缺乏深入研究。针对这一问题，本研究选取位于中亚干旱核心区的天山地区作为研究区，对该地区典型黄土–古土壤序列进行高密度钾长石释光测年，建立起黄土沉积的高分辨率年龄–深度模型，进一步结合相关古气候代用指标（磁化率、粒度、有机质含量和碳同位素）分析，发现中亚干旱区在末次间冰期（距今13万年到7.3万年）与现代间冰期内部气候以暖干–冷湿组合变化，其有效湿度变化表现出21 ka的周期并随北半球夏季太阳辐射反向变化（图8）。中亚干旱区在间冰期内部也表现出与东亚季风区相反的气候模式。PMIP3模拟表明轨道驱动导致的中、高纬太阳辐射梯度变化引起的西风强度变化是导致中亚干旱区有效湿度与东亚季风区反相位的可能原因。一方面，该研究使用最新发展的钾长石释光测年技术，结合贝叶斯年龄深度模型分析提供了老于十万年的中亚黄土高分辨率年龄标尺；另一方面，该研究提供的高分辨率记录也证明了末次间冰期中亚干旱区气候变化主要受控于西风环流，该时段气候变化也存在与东亚季风区反相位的“西风模态”；可以为认识亚洲内陆干旱区气候变化机制、深入理解东亚夏季风-西风系统相互作用等重大科学问题提供重要依据。

图1  130-45 ka中亚干旱区有效湿度(蓝线)与东亚地区的对比