新研究开题报告|新研究开启黄土高原古气候之门
在黄土高原上一个静谧的小湖泊底部，埋藏着一把“钥匙”，它可以开启旧石器末期和新石器时代的古气候记忆之门。近日，兰州大学陈发虎团队与国内外多家研究单位合作，在湖泊岩心中找到了这把“钥匙”，重建了14700年前至今东亚夏季风导致的降水变化。相关成果日前发表于《科学报告》。
东亚夏季风导致的降水异常可能引发严重的旱涝灾害，对世界1/3人口的经济和社会活动产生显著影响。在未来全球变暖趋势下，东亚夏季风降水会如何变化？深入理解自然状况下夏季风变化历史和驱动机制，是解答这一问题的前提和基础。
从2007年起，陈发虎研究组就开始寻找这把打开东亚夏季风变化趋势的“钥匙”。经过探索，研究小组将目标锁定在山西西部吕梁山上一个未被人类活动干扰的高山湖泊。“这个湖泊面积只有0.36平方公里，最大水深约10米，是一个不受外来河流补给的封闭高山小湖泊，就像一个理想的天然雨量计，客观记录区域的气候和自然环境变化。”陈发虎说。
在冬季湖面结冰后，研究组向湖底打钻取得约10米长的沉积岩心，并将岩心平均分成1厘米的小段，对岩心中的陆生植物残体（树枝、树叶等）进行测年，并提取岩心中的孢粉（孢子、花粉），以恢复过去的植被变化历史。最终，通过植被变化得出了降水的定量变化曲线图，从而反演了东亚夏季风的演变过程。
结合北半球的温度曲线图，一副距今14700年前旧石器时代黄土高原的样貌得以还原——那时候，冰雪王国一般的地球正从冰期进入间冰期，气候变暖，冰川逐渐消融。在距今7000年前~5000年前，黄土高原迎来了近万年降水最多的时期，华北地区降水量比现代高30%。雨水丰沛，森林茂密，以农业为主的仰韶文化正是在这样的气候特征下孕育、兴盛。
从东亚夏季风导致的降水变化以及温度的整体曲线来看，温度越高，季风越强，降水越多。末次冰消期以来，多次全球性降温事件都导致了东亚夏季风快速衰退和降水骤降，如在距今12900年前~11700年前，地球经历了一个长达1200年的气候强变冷的“春寒期”；在距今600年前~150年前，地球经历了距今最近的一次冰川前进时期。当时东亚夏季风降水量均出现了显著降低。而从近些年的观测来看，随着全球变暖，东亚夏季风却呈现出强度减弱、降水量减少的状况。陈发虎表示，这可能与人类活动造成的温室气体升高引起的驱动机制不同有关。
