The Late Quaternary History of the South Asian Monsoon

Gebregiorgis, Daniel

The Indian summer or South Asian monsoon (SAM) is a major component of the global climate system that dominates weather patterns and impacts the livelihood of billions of people across the subcontinent. Despite significant improvements over the past decade, the SAM remains difficult to predict and to model. This is directly related to the fact that instrumental records of monsoon precipitation at most date back few centuries. Consequently, the need to generate proxy records of monsoon precipitation and analysis of paleoclimate data is crucial to understand the various forcing mechanism of the monsoon on different timescales. In this thesis, the link between interhemispheric insolation changes and monsoon precipitation is explored and a working hypothesis is provided. High-resolution paleoclimate datasets have been generated from three sediment cores in the Andaman Sea. I develop potential proxies of SAM precipitation and perform paleoclimate time series analysis to better understand orbital and sub-orbital forcing mechanisms of the monsoon. The first continuous long-term high resolution records of monsoon precipitation based on paired Mg/Ca and δ18O analyses of near surface dwelling planktonic foraminifera are presented, from which I estimate sea surface temperature (SST) and seawater δ18O (δ18Osw). In addition, monsoon intensity changes are evaluated using proxies such as Ba/Ca, x-ray fluorescence (XRF) Ti/Ca, and Si/Al, which have been associated with the monsoon via different causal linkages

Der indische oder Südasiatische Monsun (SAM) ist eine wichtige Komponente des globalen Klimasystems, das das Wettergeschehen und somit die Existenzgrundlage von Milliarden Menschen innerhalb des Subkontinents kontrolliert. Trotz signifikanter Verbesserungen während der letzten Dekade bleibt es schwierig, den SAM vorherzusagen und zu modellieren. Dies liegt hauptsächlich an der Tatsache, dass instrumentelle Aufzeichnungen des Monsunniederschlags bestenfalls einige Jahrhunderte zurückreichen. Folglich gibt es den klaren Bedarf, den Monsunniederschlag anhand von Proxydaten zu rekonstruieren und die Analyse von Paläoklima-Daten ist entscheidend, um die verschiedenen Mechanismen die den Monsun über lange Zeitskalen antreiben, zu verstehen. Im Rahmen dieser Dissertation wird die Verbindung zwischen der Veränderung von interhemisphärischer Insolationsintensität und Monsunniederschlag untersucht. Hochauflösende paläoklimatische Datenreihen wurden für drei Sedimentkerne aus der Andamansee generiert. Die Analyse der Proxy-Indikatoren für SAM Niederschlag resultierten in paläoklimatischen Zeitserienanalysen, die es möglich machen, orbitale und suborbitale Steuerungsmechanismen des Monsuns besser zu verstehen. Ich präsentiere die ersten langfristigen Aufzeichnungen des Monsunniederschlags basierend auf δ18O Werten des Meerwassers (δ18Osw), die aus kombinierten Mg/Ca (Oberflächenwassertemperaturen) und δ18O Analysen von Foraminiferen, die in den oberen Wasserschichten leben, rekonstruiert wurden. Zusätzlich wurden die Veränderungen der Monsunintensität dadurch untersucht, dass weiteren Proxy-Indijkatoren wie Ba/Ca, XRF Ti/Ca und Si/Al einbezogen wurden, die über unterschiedliche kausale Zusammenhänge mit dem Monsun assoziiert waren.

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Gebregiorgis, Daniel: The Late Quaternary History of the South Asian Monsoon.

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