Holocene precipitation seasonality in northern Svalbard: Influence of sea ice and regional ocean surface conditions
Holocene precipitation seasonality in northern Svalbard: Influence of sea ice and regional ocean surface conditions
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斯瓦尔巴群岛北部全新世降水季节性：海冰和区域海洋表面条件的影响
DOI：
10.1016/j.quascirev.2020.106388
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发表时间：
2020
影响因子：
4
通讯作者：
McKay, Nicholas P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kjellman, Sofia E.;Schomacker, Anders;Thomas, Elizabeth K.;Håkansson, Lena;Duboscq, Sandrine;Cluett, Allison A.;Farnsworth, Wesley R.;Allaart, Lis;Cowling, Owen C.;McKay, Nicholas P.
由于向北的大气水分输送增强和无冰海洋的局部表面蒸发，预计北极降水量在下一个世纪将增加。然而，大模型的不确定性，有限的长期观测，以及高时空变异性限制了我们对这些机制的理解，强调需要降水变化的古气候记录。在这里，我们使用湖泊沉积物中的脂质生物标志物重建斯瓦尔巴群岛北方斯匹次卑尔根群岛的降水季节性。本文测定了斯匹次卑尔根岛Austre Nevlingen湖沉积叶蜡中正链烷酸（C20-C30）的氢同位素比值（δ 2H）。我们解释了中链（C22）和长链（C28）正链烷酸的δ 2H值分别代表湖泊和土壤水的δ 2H。Austre Nevlingen湖水δ 2H反映了平均年降水量δ 2H。土壤水主要由夏季降水补给，因此反映了夏季降水的δ 2H值。全新世早期，Austre Nevlingen叶蜡δ 2H值为2H亏损，表明冬季降水量较高。这与夏季高日照，大西洋水平流和周围沃茨春季海冰覆盖减少相吻合。冬季降水继续占主导地位，直到。6 cal. kyr BP. 6 cal. kyr BP后，生物标志物记录的趋势不那么清楚。这可能与较冷的条件下，造成更长的持续时间的季节性湖冰覆盖，从而影响降水的季节性登记的湖水。Austre Nevlingen的记录表明，降水季节性和区域海洋表面条件之间存在密切关系，这与模拟结果一致，模拟结果表明，北极冬季海冰损失将导致当地蒸发增加。
Arctic precipitation is predicted to increase in the coming century, due to a combination of enhanced northward atmospheric moisture transport and local surface evaporation from ice-free seas. However, large model uncertainties, limited long-term observations, and high spatiotemporal variability limit our understanding of these mechanisms, emphasizing the need for paleoclimate records of precipitation changes. Here we use lipid biomarkers in lake sediments to reconstruct precipitation seasonality in northern Spitsbergen, Svalbard. We measured the hydrogen isotopic ratios (δ2H) ofn-alkanoic acids (C20–C30) from sedimentary leaf waxes in lake Austre Nevlingen, Spitsbergen. We interpret δ2H values of mid-chain (C22) and long-chain (C28)n-alkanoic acids to represent δ2H of lake and soil water, respectively. Austre Nevlingen lake water δ2H reflects amount-weighted mean annual precipitation δ2H. In contrast, soil water is mostly recharged by summer rainfall, and therefore reflects δ2H values of summer precipitation. Austre Nevlingen leaf wax δ2H values are2H-depleted in the Early Holocene, suggesting high winter precipitation amounts. This coincides with high summer insolation, strong Atlantic water advection and reduced spring sea-ice cover in surrounding waters. Winter precipitation continued to dominate untilc. 6 cal. kyr BP. After 6 cal. kyr BP, the trend in the biomarker record is not as clear. This could be related to colder conditions causing longer duration of seasonal lake-ice cover, thereby influencing the precipitation seasonality registered by the lake water. The Austre Nevlingen record suggests a close relationship between precipitation seasonality and regional ocean surface conditions, consistent with simulations suggesting that Arctic winter sea-ice loss will lead to increased local evaporation.
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