Variations in Lake Levels during the Holocene in North America: An Indicator of Changes in Atmospheric Circulation Patterns Les variations de niveaux lacustres au cours de l’Holocene, en Amérique du Nord : un indicateur de changement dans la circulation atmosphérique Variationen in der Höhe der Seen-Wasserspiegel während des Holozän in Nordamerika: ein Indikator für Veränderungen in der atmosphärischen Bewegung

ABSTRACT

Fluctuations in the extent of closed lakes provide a detailed record of regional and continental variations in mean annual water budget. The temporal sequence of hydrological fluctuations during the Holocene in North America has been reconstructed using information from the Oxford Lake-Level Data Bank. This data base includes 67 basins from the Americas north of the equator. Maps of lake status, an index of relative depth, are presented for the period 10,000 to 0 yr BP. The early Holocene was characterised by increasingly arid conditions, which led to widespread low lake levels in the mid-latitudes by 9,000 yr BP. By 6,000 yr BP this zone of low lakes extended from 32^o to 51^oN. Many of the features of the present day lake-level pattern, particularly high lake levels north of 46^oN and along the eastern seaboard, were established by 3.000 yr BP. Four distinctive regional patterns of lake behaviour through time are apparent. Histograms of lake status from 20,000 to 0 yr BP are presented for each of these regions. They illustrate the temporal patterns of lake-level fluctuations on a time scale of 10³ — 10⁴ yr. Changes in lake status over North America are interpreted as indicating displacements in major features of the general circulation, specifically the zonal Westerlies and the Equatorial Trough, as reflected by changes in air mass trajectories and hence the position of air mass boundaries over the continent.

RÉSUMÉ

Les fluctuations de superficie enregistrées dans les lacs fermés fournissent des données détaillées quant aux variations, aux échelles régionale et continentale, du bilan annuel moyen de l'eau. On a reconstitué, en Amérique du Nord, la chronologie des fluctuations survenues à l'Holocène, en se fondant sur les données fournies par le Oxford Lake-Level Data Bank. Cette banque de données renseigne sur 67 bassins lacustres, situés en Amérique au nord de l'équateur. On présente ici des cartes illustrant les niveaux lacustres entre 10 000 et 0 ans BP. L'Holocène inférieur se caractérisait par une progression de l'aridité qui a entraîné un abaissement général du niveau des lacs situés sous les moyennes latitudes, environ 9000 ans BP. Environ 6000 ans BP. cette zone passait du 32^o de latitude nord au 51^o. Un grand nombre de particularités qui caractérisent aujourd'hui les niveaux lacustres, notamment les hauts niveaux qu'on observe au nord du 46^o N et le long de la côte est, étaient déjà acquises vers 3000 ans BP. Quatre types d'évolution générale se dégagent au cours des millénaires. Par ailleurs, on présente des histogrammes illustrant les niveaux lacustres selon une échelle temporelle de 10³ — 10⁴ ans. On considère que les changements qu'ont connu, en Amérique du Nord, les niveaux lacustres révèlent qu'il y a eu déplacement des composantes principales de la circulation atmosphérique générale, surtout en ce qui a trait aux vents d'ouest et à la dépression équatoriale. Ils se sont traduits par des modifications de la trajectoire des masses d'air, ce qui explique la position des limites de masses d'air sur le continent.

ZUSAMMENFASSUNG

Schwankungen in der Ausdehnung geschlossener Seen liefern einen detaillierten Nachweis ùber régionale und kontinentale Variationen im durchschnittlichen jàhrlichen Wasser-Budget. Man hat die zeitliche Abfolge von Wasserschwankungen wàhrend des Holozàn in Nordamerika rekonstruiert, gestùtzt auf Informationen von der Oxford Lake-Level Data Bank. Diese Daten-Bank umfaBt 67 Wasserbecken Amerikas, die nôrlich vom Aquator liegen. Fur die Zeit von 10 000 bis O v.u.Z. werden Karten \/orgelegt. die ùber die relative Tiefe der Seen informieren. Das frùhe Holozàn zeichnete sich durch zunehmend trockene Bedingungen aus, was urn 9 000 v.u.Z. in den mittleren Breiten zu weit verbreiteten niedrigen Seewasserspiegeln fùhrte. Um 6 000 v.u.Z. dehnte sich diese Zone niedriger Wasserspiegel von 32° bis 51^o nôrdlicher Breite aus. Viele Erscheinungsformen, die die heutigen Seen-Wasserspiegel charakterisieren. insbesondere hohe Seen-Wasserspiegel nôrdlich von 46° nôrdlicher Breite und entlang der Ostkùste wurden um 3 000 v.u.Z. festgelegt. Durch die Jahrtausende sind vier unterschiedliche régionale Muster des Seen-Verhaltens fests-tellbar. Fur jedes dieser Gebiete werden Histogramme des Seen-Zustandes von 20 000 bis O Jahren v.u.Z. vorgelegt. Sie illustrieren die zeitliche Anordnung der Seen-Wasserspiegelschwankungen auf einer Zeit-Skala von 103-104 Jahren. Verànderungen im Seenzustand Nord-amerikas werden interpretiert als Hinweis auf eine Verlagerung der Hauptmerkmale der allgemeinen atmosphàrischen Strômungen, insbesondere was die Westwinde des Gebiets und die àquatoriale Windstille betrifft. Das spiegelt sich in Verànderungen der Zugrichtung der Luftmassen und folglich der Position der Luftmassengrenzen ùber dem Kontinent.