5月25日，《Science》雜志以研究論文形式（Research Article）刊登了美國(guó)亞利桑那大學(xué)教授Warren Beck和九三學(xué)社中央原常委、中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究員周衛(wèi)健共同領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在利用中國(guó)黃土10Be重建古降水研究中取得的最新成果——《黃土10Be記錄的55萬年以來東亞季風(fēng)降水變化歷史》（A 550,000-year record of East Asian monsoon rainfall from 10Be in loess）。這是中美伙伴團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)10多年的合作，在黃土10Be環(huán)境示蹤領(lǐng)域取得的一項(xiàng)原創(chuàng)性科學(xué)成果。

周衛(wèi)健向Warren Beck介紹黃土地層

據(jù)周衛(wèi)健介紹，中美合作團(tuán)隊(duì)對(duì)采集自中國(guó)黃土高原南部的中更新世以來黃土樣品，利用超高靈敏度加速器質(zhì)譜，開展宇宙成因核素10Be測(cè)試分析與示蹤研究，首次定量重建了黃土高原所代表的亞洲季風(fēng)區(qū)，最近55萬年以來的降水變化歷史，突破了以往在多數(shù)研究中主要應(yīng)用一些氣候代用指標(biāo)定性描述干濕氣候變化歷史的局限。通過綜合對(duì)比三寶洞石筍氧同位素、底棲有孔蟲δ18O所代表的全球冰量、紅海古海平面、北緯65°N夏季太陽輻射以及南北半球夏季30°N-30°S太陽輻射梯度記錄，研究人員論證了南北半球低緯夏季太陽輻射梯度是驅(qū)動(dòng)亞洲季風(fēng)氣候的首要因素。

55萬年以來黃土10Be示蹤的降雨量與三寶洞石筍氧同位素、北緯65°N夏季太陽輻射、紅海古海平面和底棲有孔蟲δ18O比較

周衛(wèi)健等在2007年和2014年利用黃土10Be開展末次間冰期以來亞洲季風(fēng)降水重建的論文中，曾提出南北半球低緯夏季太陽輻射梯度對(duì)亞洲季風(fēng)產(chǎn)生重大影響的思想(Zhou et al., 2007, Radiocarbon；Zhou et al.,2014,JGR)。本文則詳細(xì)揭示了低緯南北半球間的夏季太陽輻射梯度影響亞洲夏季風(fēng)強(qiáng)度變化的動(dòng)力學(xué)聯(lián)系：低緯南北半球間的夏季太陽輻射梯度影響季風(fēng)氣團(tuán)在對(duì)流層上部輻散外流的模式，當(dāng)有更多的氣團(tuán)輻散外流到南印度洋高壓（馬斯克林高壓），印度夏季風(fēng)增強(qiáng)，而西北太平洋夏季風(fēng)減弱；反之，當(dāng)有更多的氣團(tuán)輻散外流西北太平洋副熱帶高壓時(shí)，西北太平洋夏季風(fēng)加強(qiáng)，而印度夏季風(fēng)減弱。這兩個(gè)季風(fēng)子系統(tǒng)相對(duì)強(qiáng)度的變化，改變著從這兩個(gè)高壓區(qū)域，輸送到東亞季風(fēng)區(qū)水汽的比例。低緯南北半球間的夏季太陽輻射梯度可通過影響印度洋輸送到南大西洋的洋流系統(tǒng)，從而影響北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流(AMOC)，進(jìn)而控制著北半球高緯地區(qū)的冰量，表明季風(fēng)環(huán)流也是驅(qū)動(dòng)冰期/間冰期全球氣候變化的重要因素。

不同夏季太陽輻射梯度下亞洲季風(fēng)環(huán)流模式

經(jīng)典的米蘭科維奇理論認(rèn)為北半球高緯太陽輻射是驅(qū)動(dòng)全球氣候變化的動(dòng)力，包括低緯度的季風(fēng)氣候變化也受高維太陽輻射變化調(diào)制，而本研究在一定程度上挑戰(zhàn)了經(jīng)典的米氏氣候理論、尤其是高緯氣候驅(qū)動(dòng)假說。這一結(jié)果使研究人員重新審視熱帶亞熱帶地區(qū)所代表的低緯氣候過程對(duì)全球氣候變化的作用。在地球軌道參數(shù)調(diào)制下，夏季南北半球低緯接收太陽輻射的梯度，也是驅(qū)動(dòng)亞洲季風(fēng)氣候變遷的重要機(jī)制。這一結(jié)果也為數(shù)值模擬研究提供了可靠的邊界條件，為理解全球氣候變化機(jī)制提供了新的認(rèn)識(shí)。