東亞季風與人類活動同步變化的500年周期與太陽活動有關
2019年9月11日，Nature Communications發表了任務七中國科學院地質與地球物理研究所、中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心呂厚遠團隊題為“Synchronous 500-year oscillations of monsoon climate and human activity in Northeast Asia”的研究論文，該論文利用瑪珥湖年紋層沉積的花粉記錄和考古遺址碳十四概率密度，揭示了約1萬年以東亞季風與人類活動同步變化的500年周期，研究認為東亞季風約500年氣候周期的驅動力與太陽活動活動有關。
在歷史和史前時期，氣候變化能否或如何影響人類社會文化、文明發展，近百年來，一直是自然科學和社會科學不同領域爭論的話題。人們認識全新世（約1萬年以來）氣候變化與人類社會發展的關系，主要集中在三個方面:（1）災變性氣候事件：如洪水、干旱、地震、火山、冰筏事件等，對人類活動產生的重大影響；（2）周期性氣候變化：如十年-百年際時間尺度的周期性氣候振蕩，可能與游牧遷徙、人口變動、戰爭頻率、王朝更替等人類社會發展進程有關；（3）社會彈性（social resilience）：考古文化對氣候事件或周期脅迫的敏感程度。由于周期性氣候變化的過程、規律、機制在預報、預警方面的優勢和需求，它是近年來學界研究的焦點之一。
迄今，對于周期性氣候變化與社會變遷的許多研究成果，多來自有文獻記載的歷史時期，其時間和過程較準確可靠。但對于從全新世早期（農業開始的1萬年前后）到晚期，在這段漫長的人類發展過程中，由于缺少精確定年的、高分辨率氣候記錄，缺少精確定年的人類活動和文化變遷的定量指標，一直是影響研究長期氣候變化與人類活動關系的瓶頸。
中國科學院地質與地球物理研究所呂厚遠科研團隊與云南師范大學、山東大學和美國斯坦福大學合作，通過對中國東北地區約一萬年來瑪珥湖年紋層花粉記錄（圖1）和考古遺址碳十四年齡概率密度的分析，發現花粉記錄的季風氣候變化，以及碳十四概率密度揭示的人類活動，都存在約500年周期變化（圖2），季風氣候驅動的周期性的暖濕/冷干與人類活動的強/弱、以及與史前文化的盛/衰，幾乎是同步變化的。在東北地區史前六個文化繁盛期中，除了紅山文化對應了千年尺度的中全新世適宜期外，其它都明確地對應著500年周期的暖濕期（圖3）。研究認為，疊加在全新世氣候變化背景上的500年周期，深刻影響了東北亞地區史前文化的演替和發展，氣候變化的500年周期與太陽活動引發的厄爾尼諾-南方濤動的頻率變化關系密切（圖4）。這些發現不僅揭示了史前人類活動、文化演替與周期性自然氣候變化之間存在明確關系，而且表明，在東亞季風區，溫暖濕潤的自然氣候更有利于史前人類文化、文明的繁盛發展。
論文信息：Xu D K*, Lü H Y*, Chu G Q, Liu L, Shen C M, Li F J, Wang C, Wu N Q. Synchronous 500-year oscillations of monsoon climate and human activity in Northeast Asia[J]. Nature Communications, 2019, 10: 4105（原文鏈接）
圖1 小龍灣瑪珥湖孢粉分析結果
圖2 櫟屬花粉和14C概率密度時間序列分析結果
圖3 櫟屬和14C概率密度500年周期變化與文化演化階段對比
圖4 太陽活動、ENSO和東亞季風周期變化對比