Les isotopes stables des précipitations sont des indicateurs importants pour étudier les changements du cycle de l’eau de la Terre et reconstituer l’histoire du paléoclimat. Des études antérieures ont montré que les isotopes stables des précipitations en Asie enregistrés dans les stalagmites et autres sédiments ont des schémas de changement périodiques importants à l’échelle de 10 000 ans (échelle orbitale) dans les périodes géologiques, mais dans la communauté scientifique, il existe encore des controverses sur la signification climatologique indiquée. par les changements isotopiques des précipitations dans différentes parties de l’Asie.
Dans un article intitulé « Model-based distinct features and requirements of orbital-scale précipitation δ18O variations in Asian mousson and arid regions during late Quaternary » qui vient d’être publié dans Examen scientifique national, des scientifiques de Chine et des États-Unis ont révélé des caractéristiques de variation nettement différentes et leurs facteurs de contrôle du rapport isotopique stable de l’oxygène des précipitations (δ18Op) à l’échelle orbitale dans l’Asie centrale aride (AC), l’Asie du Sud mousson (SA) et l’Asie de l’Est (EA) . Cette étude fournit de nouvelles perspectives pour comprendre les différences régionales et les mécanismes de formation des changements à long terme des isotopes des précipitations en Asie.
Dans cette étude, une simulation transitoire couvrant les 300 000 dernières années a été réalisée avec un modèle climatique basé sur les isotopes, dans des conditions de forçage climatique variant dans le temps, notamment l’insolation astronomique, les gaz à effet de serre atmosphériques et les calottes glaciaires mondiales.
Les résultats de la modélisation indiquent que les variations du δ18Op annuel CA, SA et EA présentent des cycles significatifs mais asynchrones de 23 000 ans (cycles de précession). Les changements δ18Op de la saison des pluies respective en CA (novembre-mars) et SA (juin-septembre) ont également des cycles de précession importants, tandis que le changement δ18Op de la saison des pluies en EA (mai-septembre) ne montre pas de cycles de précession, suggérant que le δ18Op annuel dans les régions CA et SA dépend principalement de la variation de δ18Op de leurs saisons des pluies, mais il est différent dans la région EA.
Les changements d’insolation induits par la précession au cours des différents mois sont la raison fondamentale des variations périodiques et asynchrones des isotopes des précipitations annuelles dans les régions CA, SA et EA, mais les processus physiques impliqués sont différents. Pour la région de l’AC où les précipitations annuelles sont dominées par les précipitations et les chutes de neige hivernales (saison des pluies), l’effet de la température de la saison des pluies et le transport de la vapeur d’eau par la circulation d’ouest sont identifiés comme les principaux processus à l’échelle de la précession reliant le milieu boréal d’octobre à février. -latitude d’insolation à la saison des pluies ou annuelle δ18Op.
Dans la région sud-africaine où les précipitations annuelles sont dominées par la mousson d’été, l’effet de la quantité de précipitations de la saison des pluies et l’épuisement en amont de l’isotope de la vapeur d’eau de la mousson sont les principaux mécanismes reliant la saison des pluies ou le δ18Op annuel à la variation d’insolation d’avril à juillet. l’échelle de précession. Pour la région EA, cependant, le δ18Op annuel à l’échelle de la précession est principalement contrôlé par les modèles de transport de vapeur d’eau de la fin de la mousson (août-septembre) et de la pré-mousson (avril-mai), qui sont entraînés par l’insolation de juillet-août et le volume global de glace, respectivement.
« Nos résultats suggèrent que les implications climatiques des variations asiatiques de δ18Op à l’échelle orbitale sont sensibles à leurs emplacements géographiques, car elles sont déterminées par les effets combinés des changements induits par la précession dans les éléments climatiques locaux et les modèles de circulation régionaux », explique le Dr. Xiaodong Liu, auteur principal de l’Institut de l’environnement terrestre de l’Académie chinoise des sciences.
Xiaodong Liu et al, Caractéristiques et mécanismes distincts basés sur un modèle des variations de δ18O des précipitations à l’échelle orbitale dans la mousson asiatique et les régions arides à la fin du Quaternaire, Examen scientifique national (2022). DOI : 10.1093/nsr/nwac182