S1S 穩定同位素與韓國乾指數及中國北方乾濕指數對比

由於從太陽總輻照度（TSI）的變化影響到中國東北地區的氣候，最後再被 無名洞的石筍所紀錄，中間涉及的過程包含海陸溫差變化、水氣團來源及傳輸距 離不一和降雨量的多寡等，然後石筍的 δ¹⁸O 再因為雨量效應和水氣來源而有所 變化，不免讓人產生懷疑：究竟太陽活動的變化能經過這麼多個媒介後，還能對 中國東北地區的石筍紀錄有所影響嗎？因此本研究找尋其他指標，包含：韓國的 乾指數（Drought Index in Korea）（Kim and Choi, 1987）和中國北方的乾濕指數

（Dry–Wet Index in NC）（Zheng et al., 2006）加入比對，了解研究地區附近區域 的降水變化是否能和 S1S 穩定同位素有良好的呼應，並在太陽活動和石筍紀錄 中找到支撐兩者的橋樑。

首先，須了解韓國乾指數（Drought Index in Korea）（Kim and Choi, 1987）

和中國北方乾濕指數（Dry–Wet Index in NC）（Zheng et al., 2006）的基本意義。

韓國乾指數在理解上較為直觀，當乾指數值越大代表該時期越乾；反之，當乾指 數值越小代表該時期越濕。而中國北方乾濕指數（Dwst）並非一般所認知的乾濕 指數（DWI）在理解和解釋上是需要比較小心的，Dwst是經過Zheng 等人（2006）

依照本式計算所得：Dwst= 2＊𝑝_𝑠𝑡¹ + 𝑝_𝑠𝑡² − 𝑝_𝑠𝑡⁴ − 2＊𝑝_𝑠𝑡⁵，詳細計算方式可見該篇 文章，簡單來說就是：pst右上角的數字代表乾旱程度1、2、4、5 分別代表嚴重 澇災（heavy flood）（意即非常濕潤）、澇災（flood）、乾旱（drought）、嚴重乾旱

（severe drought）（意即非常乾燥），數字越大者越是乾旱，另外還需考慮乾旱和 澇災發生的次數，也就是 p ¹、 p ²、p ⁴、p ⁵，舉例來說：當 p ¹、 p ²越大，

由圖5.5-1 可知，在整體趨勢上 δ¹⁸O 值較重的時間段，剛好對應於韓國乾指 數（Drought Index in Korea）較大且中國北方乾濕指數（Dry–Wet Index in NC, Dwst） 小於0 的區段。若再仔細觀察便能發現在近千年的對比上，AD 1020-1130（中世 紀暖期，相對暖乾的氣候）、1400-1550（小冰期初期，相對冷乾的氣候）、1750-1820

（Dalton Minimum）、1890-1920 這幾個時期三者皆指示當時環境較乾燥，彼此具 有良好的對應性，除了在AD 1300-1350（Wolf Minimum），S1S 的 δ¹⁸O 曲線和 韓國乾指數都指示當時較乾，但中國北方乾濕指數並未記錄到此現象。另外，中 世紀暖期和小冰期初期之間（AD 1150-1300，Medieval Maximum）夾有一個 δ¹⁸O 先偏輕再偏重的峰，在韓國乾指數和中國北方乾濕指數紀錄中皆可見相似的曲線 變化趨勢，或可以該時間點作為劃分中世紀暖期和小冰期初期的標準；在 AD 1600-1850（小冰期晚期，相對冷濕的環境）可以發現 S1S 的 δ¹⁸O 整體偏輕而中 國北方乾濕指數整體偏濕的情形，總而言之，S1S 的 δ¹⁸O 記錄相對於和 TSI 比 對，在和韓國乾指數及中國北方乾濕指數對應更加良好，畢竟此兩種指標指示著 當地的乾溼程度，與δ¹⁸O 記錄有更直接的相關性，也指示 S1S 石筍的 δ¹⁸O 能充 分記錄中國東北降雨量變化的資訊。

由於在AD 0-1000 沒有韓國乾指數的資料，故僅做 S1S 的 δ¹⁸O 值和中國北 方乾濕指數的比較。如前述討論可知，S1S 的 δ¹⁸O 變化在越深的石筍深度（即 越老的時間段）其震盪的幅度減小且可能有同位素峰谷的偏移，但整體來說，S1S 的δ¹⁸O 趨勢和中國北方乾濕指數還是有不錯的對應性，在 AD 350-420、600-680、

840-910 這幾個時期 δ¹⁸O 偏重也都對應到 Dwst偏小的情形，由此可確定S1S 的

的資料涉及到較廣闊的地理區域，且主要資料的紀錄也是華北地區而非東北地區，

所以中國北方乾濕指數與S1S 的 δ¹⁸O 曲線對比在某些區段可能沒有韓國乾指數 來得佳，但是記錄的時間跨度較長為其優點。

另外，也可以考慮將S1S 的 δ¹³C 變化與韓國乾指數和中國北方乾濕指數做 比較，有時反而能補足δ¹⁸O 在對應上的不足。舉例來說：在 AD 1400-1550 這段 期間（約是小冰期初期），韓國乾指數與中國北方乾濕指數出現兩個谷中間夾著 一個峰的結構，然而δ¹⁸O 在這時期只有表現出一個很重的谷，反而 δ¹³C 也出現 兩個谷中間夾著一個峰的結構，或許證明該時期並非完全偏乾；另外一個例子是 在AD 850-1150 這段期間（約是中世紀暖期，MWP），可以觀察到中國北方乾濕 指數出現三個谷中間夾著兩個峰的結構，然而 δ¹⁸O 只出現兩個谷中間夾著一個 峰的結構，反而 δ¹³C 也出現三個谷中間夾著兩個峰的結構。這兩個例子皆指示 在MWP 或 LIA 兩者之中都有存在較濕和較乾的時期，並非能夠以長期偏濕或偏 乾的氣候輕易概括整個時段；且由於碳同位素相對於氧同位素分餾更為強烈，導 致δ¹³C 的變化有時相對 δ¹⁸O 明顯且敏感，所以 S1S 的 δ¹³C 變化與韓國乾指數和 中國北方乾濕指數的對應結果在某些區段更勝於δ¹⁸O 曲線。