Klimasimulation zeigt Änderungen der Niederschlagsisotope in asiatischen Monsun- und Trockengebieten für die letzten 300.000 Jahre

Stabile Isotope im Niederschlag sind wichtige Indikatoren, um Veränderungen im Wasserkreislauf der Erde zu untersuchen und die Geschichte des Paläoklimas zu rekonstruieren. Frühere Studien haben gezeigt, dass die in Stalagmiten und anderen Sedimenten aufgezeichneten niederschlagsstabilen Isotope in Asien markante periodische Veränderungsmuster auf der 10.000-Jahres-Skala (Orbitalskala) in geologischen Perioden aufweisen, aber in der wissenschaftlichen Gemeinschaft gibt es immer noch Kontroversen über die angegebene klimatologische Bedeutung durch die Niederschlagsisotopenänderungen in verschiedenen Teilen Asiens.

In einem Artikel mit dem Titel „Modellbasierte distinkte Eigenschaften und Mechanismen von Orbital-Scale-Präzipitation δ18O-Variationen in asiatischen Monsun- und ariden Regionen während des späten Quartärs“, der gerade in veröffentlicht wurde National Science Review, Wissenschaftler aus China und den USA zeigten deutlich unterschiedliche Variationsmerkmale und ihre steuernden Faktoren des Niederschlagssauerstoff-Stabilisotopenverhältnisses (δ18Op) auf der orbitalen Skala im ariden Zentralasien (CA), dem Monsun in Südasien (SA) und Ostasien (EA). . Diese Studie liefert neue Erkenntnisse zum Verständnis der regionalen Unterschiede und Entstehungsmechanismen von langfristigen Veränderungen von Niederschlagsisotopen in Asien.

In dieser Studie wurde eine transiente Simulation der letzten 300.000 Jahre mit einem isotopenfähigen Klimamodell unter zeitlich variierenden klimatischen Bedingungen wie astronomischer Sonneneinstrahlung, atmosphärischen Treibhausgasen und globalen Eisschilden durchgeführt.

Die Modellierungsergebnisse zeigen, dass die Schwankungen der jährlichen δ18Op von CA, SA und EA signifikante, aber asynchrone 23.000-Jahres-Zyklen (Präzessionszyklen) aufweisen. Die δ18Op-Änderungen der jeweiligen Regenzeit in CA (November-März) und SA (Juni-September) weisen ebenfalls signifikante Präzessionszyklen auf, während die δ18Op-Änderungen der Regenzeit in EA (Mai-September) keine Präzessionszyklen aufweisen, was darauf hindeutet dass die jährliche δ18Op in den Regionen CA und SA hauptsächlich von der δ18Op-Variation ihrer Regenzeiten abhängt, in der EA-Region jedoch anders ist.

Die präzessionsinduzierten Einstrahlungsänderungen in verschiedenen Monaten sind der grundlegende Grund für die periodischen und asynchronen Schwankungen der jährlichen Niederschlagsisotope in den Regionen CA, SA und EA, aber die beteiligten physikalischen Prozesse sind unterschiedlich. Für die CA-Region, in der die jährlichen Niederschläge von den Regen- und Schneefällen im Winter (Regenzeit) dominiert werden, werden der Temperatureffekt der Regenzeit und der Wasserdampftransport durch die westliche Zirkulation als die wichtigsten Prozesse im Präzessionsmaßstab identifiziert, die die boreale Oktober-Februar-Mitte verbinden – Breitengrad Sonneneinstrahlung zur Regenzeit oder Jahres δ18Op.

In der SA-Region, wo der jährliche Niederschlag vom Sommermonsun dominiert wird, dienen der Regenzeit-Niederschlagsmengeneffekt und die stromaufwärtige Erschöpfung des monsunalen Wasserdampfisotops als Hauptmechanismen, die die Regenzeit oder das jährliche δ18Op mit der April-Juli-Sonneneinstrahlungsvariation verbinden die Präzessionsskala. Für die EA-Region wird der jährliche δ18Op im Präzessionsmaßstab jedoch hauptsächlich durch die Wasserdampftransportmuster des späten Monsuns (August-September) und des Vormonsuns (April-Mai) gesteuert, die von der Juli-August-Sonneneinstrahlung angetrieben werden das globale Eisvolumen bzw.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die klimatischen Auswirkungen der asiatischen δ18Op-Variationen im Orbitalmaßstab empfindlich auf ihre geografischen Standorte reagieren, da sie durch die kombinierten Effekte der präzessionsinduzierten Änderungen der lokalen Klimaelemente und regionalen Zirkulationsmuster bestimmt werden“, sagt Dr Xiaodong Liu, Hauptautor des Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences.