MIS3阶段长江中上游流域湿度演化及其与东亚夏季风的耦合机制研究

《Quaternary Science Reviews》：Humidity change in the upper-middle Yangtze River watershed during the MIS3 and its relationship to the East Asian Summer Monsoon

本文通过光释光（OSL）测年与环境磁学指标，重建了长江中上游MIS3阶段季风降水变化序列，揭示该流域呈现"MIS3c湿润-MIS3b偏干-MIS3a再度湿润"的水文格局，论证了北半球低纬太阳辐射调控下东亚夏季风（EASM）与印太暖池（IPWP）效应共同驱动水文变化的机制，为现代气候预测提供古气候参照。

　　

区域背景

长江流域横跨中国东西部，属于亚热带季风气候区。目前东亚夏季风（EASM）每年6-8月影响该区域，而冬季风在11月至次年3月占主导地位（图2a）。流域年均气温18.4°C，年均降水量约1100毫米，其中夏季降水占比约——

年代-深度模型

通过沉积速率线性插值建立年代模型，并排除了179-194厘米处的异常OSL年龄。年代学结果显示（图3），巫山剖面最深层可追溯至约57.8 ka，完整记录了MIS3至MIS2阶段（58-14 ka）的沉积过程。剖面40-125厘米和250-280厘米深度的沉积速率分别为5.3厘米/ka和3.9厘米/ka，相对较低；而125-250厘米深度沉积速率高达12.5厘米/ka，指示更快速的堆积过程。

巫山黄土成因与物源

巫山黄土样品的K_max和K_min在等面积投影上的分布特征及其数值表明，该黄土沉积后期扰动较小，属于正常的原生沉积磁组构。P-F-L（图4e）和Pj-T（图4i）显示剖面磁面理较磁线理更发育，样本多分布于扁圆区域，说明沉积过程以稳定风成作用为主。

当前方法的局限性

我们的湿度重建仅基于环境磁学参数和粒度比值。这些指标通过成壤强度与湿度间接挂钩。在缺乏蜗牛化石、孢粉记录等直接反映生物耐受范围的独立代用指标时，此类解释存在多解性，需结合多指标验证。

结论

通过OSL测年技术建立了巫山黄土57.8 ka以来的年代框架。多项环境磁学指标分析表明，长江流域在MIS3c阶段相对湿润，MIS3b阶段偏干，MIS3a阶段再度湿润。这种水文模式与石笋记录揭示的EASM强（MIS3c）-弱（MIS3b）-增强（MIS3a）变化序列高度吻合，证实流域干湿变化主要受控于北半球低纬太阳辐射调控的海陆气压梯度差所驱动的EASM变化，而IPWP热力效应则是流域湿度变化的重要水汽来源。