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  钻孔深达666米,历时近10年,利用古地磁、碳——14测年和轨道调谐手段,建立了云南鹤庆古湖泊沉积的年代序列,重建了更新世(过去260万年)印度夏季风变迁的历史,提出了冰期——间冰期印度夏季风动力学理论,填补了相关研究领域的空白,相关研究论文在2011年8月5日的国际著名杂志《科学》上发表。

  以上研究成果是以中国科学院地球环境研究所、黄土与第四纪地质国家重点实验室安芷生院士为核心的研究群体,联合中外合作单位多学科共同协作获得的重大原创性成果。

  十年磨一剑。“经过长期积累,我们的研究工作到了出世界水平成果的时候了。”安芷生介绍,此项研究自2001年选点、2002年夏天在云南省鹤庆盆地实施了中国大陆环境科学钻探工程的第一钻,获得了666米的高质量沉积岩芯,到2011年成果发表,经历了近10年的时间,目前还在继续着相关工作。该项研究获得科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的长期支持。

  印度夏季风,是指来自印度洋的夏季盛行并携带水分的季风环流,在地球气候系统中具有重要分量,其特征是强烈的半球间水汽和热能传输,它携带的降水对世界上近一半人口居住区的生存环境至关重要。安芷生说:“印度夏季风每年给我国西南地区、南亚地区以及非洲带来降水,夏季降水的多少决定着这些区域旱涝和农业粮食产量的变化。近年来,我国旱涝灾害事件频发,均与该季风系统变化直接相关。”

  该理论的提出填补了相关领域的研究空白,之前对现代印度夏季风研究已经比较深入,但其在冰期——间冰期内的变化问题却一直没有答案,《科学》同期评论认为,“这个来自中国的记录提供了丰富的信息,并给出了让人着迷的解释。”同时该研究极具现实指导意义,“如果把该理论应用到全球变暖情景下,我国西南地区季风气候和降水变化趋势问题的研究,是否可以认为全球变暖,尤其是北半球相对于南半球的快速增温,也许可以引起印度低压的增强,从而增强印度夏季风而带来更多降水?当然,地球气候系统是一个复杂的多元系统,南北半球间的气压梯度变化仅能对降水做出一方面的贡献。”安芷生如是说。

  研究表明,更新世早期和晚期印度夏季风变率较小,可以看作是南北半球气候相互作用的结果;而更新世中期印度夏季风变率加大,主要是受控于北半球冰量变化所引起的北大西洋浮冰事件的频繁出现。它从全球气候系统角度,发现印度夏季风的长期演变总是与南北半球冰量变化密切相关,提出冰期——间冰期尺度上印度夏季风的变迁,受控于印度低压和马斯克林高压造成的南北半球间的气压梯度变化的动力学机制,特别强调了冰期时南半球“气压推动”的重要作用,由此合理解释了间冰期北半球的“热力牵引”和冰期时南半球的“气压推动”对印度夏季风变迁具有重要作用。

  安芷生表示:“我们提出的理论向‘寒冷冰期北半球冰盖扩张,印度夏季风减弱’等传统理论提出了挑战。研究表明在冰期时,由于马斯克林高压增强,印度夏季风发生提前增强的现象。”《科学》的论文评审者认为,该论文是强有力的,它将引导古季风研究的新视角。