中纬度亚洲内陆地区气候干旱，沙尘暴频发，是全球大气粉尘的主要源区。进入到大气中的粉尘可以直接反射和散射太阳光辐射，影响区域的气候，并通过高空西风环流传输到北太平洋地区，为大洋海表植物提供大量的营养元素，调节全球的碳循环。粉尘对全球气候有重要影响，了解粉尘的释放和传输机制对于预测未来气候变化具有重要意义。
　　中国科学院地球环境研究所中亚黄土组科研人员基于中亚和黄土高原黄土沉积（图1）的释光年代学数据，重建了30 ka（千年）到10 ka期间粉尘沉积速率的变化历史，发现MIS2阶段中亚和黄土高原地区黄土沉积速率的变化模式基本一致，主要受控于西伯利亚高压强度的变化。在末次盛冰期（LGM）时期（26-19 ka），中亚和黄土高原、高纬北太平洋和格陵兰粉尘堆积表现出不同步变化，即中亚和黄土高原黄土沉积速率的极大值出现在晚LGM时期（23-19 ka），而格陵兰和北太平地区粉尘沉积速率的极大值出现在早LGM时期（26-23 ka）。研究从地球轨道参数（地轴倾角和岁差）角度，结合数值模拟提出新的机制来解释中高纬度粉尘堆积不一致的现象。
　　研究发现，中亚和黄土高原的粉尘堆积强度，与一些指示西伯利亚高压强度的指标和岁差的变化模式一致（图2左），而高纬格陵兰和太平洋粉尘堆积强度，与一些指示西风环流强度的指标和倾角的变化模式一致（图2右）。考虑到倾角对中高纬的太阳辐射梯度（西风）有着显著的影响，进而提出地轴倾角的变化可能导致了两个时期西风环流强度的差异，从而造成中高纬粉尘堆积不同步的现象。而岁差通过调节北半球夏季太阳辐射和北半球冰量，从而控制着西伯利亚高压强度以及源区粉尘的释放。数值模拟结果表明了21 ka的冬季西伯利亚高压要强于26 ka，夏季西风则要弱于26 ka，与推论一致。进一步将中亚和格陵兰末次冰期的粉尘堆积与岁差、倾角进行对比，发现格陵兰粉尘堆积的最大值既没有出现在倾角的最小值时期，也没有出现在岁差的最大值时期，而是出现在二者极值中间，中亚地区的粉尘则与岁差的变化模式十分相似，说明高纬粉尘的堆积可能同时受控于岁差主控的西伯利亚高压强度和倾角主控的西风环流强度。该研究集成大量已发表的年代数据，首次从地球轨道参数的角度解释了中高纬粉尘堆积的不同步变化的现象，对了解粉尘的释放和远距离传输机制，以及科学预估未来干旱区沙尘暴变化趋势具有重要意义。
　　相关研究成果发表在Geophysical Research Letters上。地球环境所博士程良清为论文第一作者，研究员宋友桂为论文通讯作者。研究工作得到中科院战略性先导科技专项（B类）“关键地史时期生物与环境演变过程及其机制”和第二次青藏高原综合科学考察研究等联合资助。
　　论文链接 
　　图1.黄土高原和中亚黄土剖面分布以及现代西伯利亚高压的范围，亚洲粉尘源区与沉积区太平洋和格陵兰位置关系
　　 
　　图2.中亚和黄土高原粉尘堆积与西伯利亚高压指标和岁差的对比（左）、太平洋和格陵兰粉尘堆积与西风指标和倾角的对比（右）