亚洲夏季风的千年尺度气候变率对于理解季风动力学和预测未来亚洲水文气候变化至关重要。目前，千年尺度季风降水变率受高、低纬度气候系统驱动和调制的具体过程，特别是千年变率幅度的空间异质性及其影响因素，备受关注。各种地质载体中的降水氢氧同位素记录在季风降水和水文气候演化研究中发挥了重要作用。其中，黄土叶蜡氢同位素记录（δDwax）因分布广泛、记录连续完整及时间跨度长等特点，成为研究季风边缘区降水千年变率的理想工具。
中国科学院地球环境研究所“极端气候事件及影响”团队（EXCEIS）基于黄土高原中部西峰剖面，重建了末次冰期（约20–70 ka BP）平均分辨率为280年的黄土δDwax记录，获取了轨道尺度与千年尺度的降水氢同位素变率特征（图1）。在轨道尺度上，西峰δDwax记录与北纬65°夏季太阳辐射具有显著相关性，表明西峰地区降水同位素变化主要受高纬度辐射强迫驱动。在千年尺度上，尽管西峰δDwax千年变率振幅的岁差调制特征凸显了低纬度夏季太阳辐射的重要作用，但其振幅显著受到抑制（图2）。通过综合集成末次冰期亚洲季风区不同区域的降水同位素记录，研究进一步揭示季风降水千年振幅具有显著且复杂的空间异质性（图3）。在季风系统间尺度上，降水同位素振幅呈现明显的“西大东小”空间分布格局，印度季风区的整体振幅高于东亚季风区。而在各季风系统内部，振幅的空间变化特征则表现出一致性，即沿季风水汽输送路径向季风边缘区逐渐增强，并在超过一定边界后减弱。
研究认为，这种空间异质性主要与水汽传输距离所决定的同位素分馏过程密切相关。降水同位素振幅沿水汽传输路径逐渐增强，在雨带边缘区域达到最大。末次冰期中，季风雨带显著南撤而远离西峰等内陆地区，导致当地降水同位素千年波动明显削弱。研究强调，水汽输送的路径与强度不仅解释了季风边缘区千年变率振幅衰减的原因，更从根本上揭示了控制整个亚洲季风区千年事件区域差异性表达的关键机制。在未来持续变暖的情景下，亚洲内陆水文气候波动与季风雨带相对位置之间的联系值得高度关注。该研究为在全球变暖背景下预测亚洲内陆水文气候波动及其与季风雨带位置的耦合关系提供了重要的地质依据。
该研究近日发表于地学期刊Global and Planetary Change，硕士研究生黄亚司为第一作者，王政研究员为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划（2023YFF0804300）、崂山实验室科技创新项目（LSKJ202203300）和国家自然科学基金项目（42173019, 42573010）的资助。
Yasi Huang, Fan Zhang, Zheng Wang, Yunning Cao, Jing Hu, Qian Li, Xu Liu, Jibao Dong, Hongxuan Lu, Huangye Wang, Meng Xing, Hu Liu, Weiguo Liu (2026), Millennial-scale precipitation isotope variability reveals spatial heterogeneity in Asian monsoon moisture during the last glacial period. Global and Planetary Change, 257, 105228. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.105228.
图1 末次冰期西峰黄土δDwax记录
图2 西峰、源堡和腾冲青海δDwax记录的千年尺度季风降水变率对比
图3 末次冰期中亚洲季风降水同位素千年尺度平均振幅的空间差异
热门跟贴