Reconstructing precipitation in the tropical South Pacific from dinosterol 2H/1H ratios in lake sediment
Reconstructing precipitation in the tropical South Pacific from dinosterol 2H/1H ratios in lake sediment
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根据湖泊沉积物中的脂甾醇 2H/1H 比率重建热带南太平洋降水
DOI：
10.1016/j.gca.2018.10.028
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发表时间：
2019
影响因子：
5
通讯作者：
Maloney A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Maloney A
南太平洋辐合带（SPCZ）是南半球最大的降水区，为1100万人提供淡水。尽管具有重要意义，但在仪器记录之前，人们对SPCZ降水的位置和强度知之甚少，这阻碍了预测变暖世界降水变化的尝试。本文利用沉积分子化石建立了一种扩展降水历史记录的工具。来自全球降水气候学项目（GPCP）的30个湖泊的淡水湖沉积物和水样分布在4.6 mm d−1的降水速率范围内。29个湖泊的δ 2湖水值在−29 ~ +23‰之间，与降水率呈负相关（r= −0.51,p< 0.001），这可能是降水量和蒸发量共同作用的结果。21个湖泊表层沉积物中甲藻甾醇的δ2H值从所罗门群岛的- 316‰到法属波利尼西亚的- 245‰不等。δ 2hdinosterolol值与δ 2hlakewater呈极显著相关（r= 0.71,p< 0.001），与年均降水量呈负相关（r= −0.77,p< 0.001），敏感性为−12.1 ± 2.6‰(mm d−1)−1。在最干燥的湖泊站点，恐龙甾醇与湖水之间的分馏（ε恐龙甾醇/湖水）减少（r= − 0.70,p< 0.001）。δ2Hdinosteroland与GPCP降水之间的经验关系虽然是间接的，但提供了一种定量重建SPCZ地区过去降水的方法，其不确定性小于3.1 mm d - 1，优于基于卫星测量的GPCP降水数据的1.5 mm d - 1的不确定性。
The South Pacific Convergence Zone (SPCZ) is the Southern Hemisphere’s largest precipitation feature supplying freshwater to 11 million people. Despite its significance, little is known about the location and intensity of SPCZ precipitation prior to instrumental records, hindering attempts to predict precipitation changes in a warming world. Here we use sedimentary molecular fossils to establish a tool for extending the historical record of precipitation. Freshwater lake sediments and water samples were collected from 30 lakes that span a 4.6 mm d−1range in precipitation rates from the Global Precipitation Climatology Project (GPCP). δ2Hlakewatervalues from 29 lakes ranged from −29 to +23‰ and were inversely correlated (r= −0.51,p< 0.001) with precipitation rates, likely due to the combination of the amount of precipitation plus evaporation. δ2H values of the dinoflagellate sterol dinosterol in surficial sediments from 21 lakes ranged from −316‰ in the Solomon Islands to −245‰ in French Polynesia. These δ2Hdinosterolvalues were significantly correlated (r= 0.71,p< 0.001) with δ2Hlakewaterand inversely correlated (r= −0.77,p< 0.001) with mean annual precipitation rates with a sensitivity of −12.1 ± 2.6‰ (mm d−1)−1. Fractionation between dinosterol and lake water (εdinosterol/lakewater) decreased at the driest lake sites (r= − 0.70,p< 0.001). The empirical relationship between δ2Hdinosteroland GPCP rainfall, although indirect, provides a means of quantitatively reconstructing past precipitation in the SPCZ region with an uncertainty of less than 3.1 mm d−1, which compares favorably to the 1.5 mm d−1uncertainty for the satellite-gauge based GPCP precipitation data.
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