他念他翁山中段第四纪冰川作用ESR定年初步研究

他念他翁山中段地处青藏高原东南部和云贵高原过渡地带,海拔4 200 m以上保存着确切的第四纪冰川遗迹.对其进行深入研究,不仅可以重建横断山脉冰川作用的演化历史,还能够为青藏高原的隆升机制提供重要依据.采用野外地貌调查与电子自旋共振测年（ESR）相结合的方法,查明他念他翁山第四纪冰川发育的地貌特点,并初步对研究区的冰期系列进行划分.结果显示,他念他翁山中段古冰川类型主要为山麓冰川、山谷冰川和冰斗冰川.晚第四纪以来至少经历了4次冰川作用,分别为倒数第二次冰期（MIS 6）,年代为（192±51）~（207±45）ka;末次冰期中期（MIS 3）,年代为（55±8）~（54±9）ka;末次冰盛期（MIS 2）,年代为（25±1）~（38±6）ka,以及全新世新冰期/小冰期（MIS 1）.     

基于V指数的他念他翁山中段冰川槽谷形态特征及影响因素分析

冰川槽谷作为冰川作用区分布最典型的冰川地貌之一,对其形态特征及影响因素的研究,有助于揭示冰川发育的动力学过程。基于V指数模型及MATLAB半自动提取方法,分析并探讨了他念他翁山中段冰川槽谷形态发育特征及造成槽谷形态差异的影响因素。结果表明：研究区共发育206条冰川槽谷,大多为“U”形或偏“U”形,长4.5~26 km之间,平均宽度1.8 km,深200~500 m,海拔高度介于5 730~3 274 m。槽谷形态横向分布规律：V指数多为0.2~0.3,北东向发育V指数大于0.3的谷地多于西南向,说明东坡槽谷侵蚀程度强于西坡。V指数沿槽谷纵向主要有两种变化趋势：V指数增大,冰川槽谷横剖面“U”形发育特点逐渐增强;V指数减小,冰川槽谷横剖面“U”形发育特点减弱。研究区冰川槽谷发育以侧蚀为主,形态的差异性是冰川自身特性、冰川作用区地形与基岩岩性等多种因素共同作用的结果。其中,冰川作用区的平均坡度、平均地形起伏度与古冰川作用区面积是造成这种分布差异的主要因素。     

青藏高原第四纪冰川作用及其气候响应的讨论

关于青藏高原和周边山地第四纪冰川作用及其气候响应存在不同观点.一些学者认为老冰期主要发生在氧同位素奇数阶段;MIS 3和早全新世存在规模较大的冰川前进;南亚季风对青藏高原冰川作用起主导作用(水汽驱动).另一些学者则认为青藏高原冰川作用主要对应于氧同位素偶数阶段;冰川发育是构造隆升-冰期气候耦合的产物(低温驱动).本文基于现有的陆地生成宇宙核素(TCN)和光释光(OSL)等年代结果总结了不同时间尺度和不同类型冰川波动与气候变化历史的对比,并对几个关键的争议问题做了讨论.结果表明,在不同类型冰川区和不同时间尺度下,冰川作用在湿润期和低温期都有可能发生,但总体上主要与低温相对应.青藏高原冰川对气温的响应似乎更为敏感.MIS 3冰进规模较大可能是降水较多结合冷期(或冷事件)降温所致,显示了印度季风降水和气温波动对高原冰川的共同作用.早全新世冰进也与印度季风和北半球冷事件关系密切.目前的测年数据还没有推翻“冰期发生在氧同位素偶数阶段”这种传统认识.当前急需更多精确的数字定年工作,以不断更新对青藏高原冰期时代及其气候响应机制的了解.     

特约主编致读者(Ⅱ)

全球气候正在经历快速、显著的变化,对许多领域产生了重大影响。气候变化极其复杂,包含季节至千年等不同时间尺度,其变化及机理存在较大差异。深入认识不同时间尺度的气候变化动力学过程与机理,实现古今气候的结合,是理解和应对全球及区域气候变化的关键。因此,为了更好地了解古今气候变化研究前沿及进展,特组织了“古今气候变化”专辑,共收集了11篇相关学术论文,以飨读者。 1.古气候中的沙尘变化及其气候影响 刘永岗等（2022）利用气候模式,针对前寒武时期、盘古超大陆时期、末次冰盛期和全新世中期的沙尘变化及其气候影响开展模拟研究,发现沙尘变化及其气候影响在上述时期之间存在较大差异。 2.青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进展概述 孙辉和刘晓东（2022）对有关青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进行了回顾,指出新生代以来青藏高原在隆升、生长和北移过程中,其动力和热力作用对东亚季风形成、南亚季风演化、内陆干旱化发展以及亚洲季风-干旱环境格局变迁都有重要影响。 3.上新世热带海道变化影响东亚气候的模拟研究 上新世早—中期热带海道变化对东亚气候的影响机理仍不清楚。谭宁等（2022）模拟了印尼海道收缩和巴拿马海道关闭对东亚气候的影响,指出热带海道的关闭/收缩导致东亚北部夏季气温降低、南部升高,冬季东亚大陆升温、降水减少。 4.第四纪两类千年尺度气候振荡现象及机理研究 张晓和张旭（2022）基于目前对DO和HS-DO两类千年事件的研究现状,总结了已有的可反映千年事件的重建数据,利用以往模拟工作回顾了现有的机制理论,评述了目前研究DO和HS-DO事件的局限性。 5.季节性海冰驱动的冰期北大西洋“电容器”效应 张旭等（2022）模拟了氧同位素3阶段的一个典型DO事件过程,探讨了冰阶冷期北大西洋气候变率的放大机制,表明北大西洋季节性海冰的存在可以调控海洋次表层热量积累释放的过程,产生“电容器”效应,这对理解冰期年际年代际气候变率放大现象有启示意义。 6.全新世亚洲季风百年-千年尺度变化的模拟研究进展 孙炜毅等（2022）从数值模拟的角度,回顾了全新世亚洲季风百年千年尺度变化的模拟工作,并从外强迫和内部变率这两个角度对机制进行了探讨,有助于深入理解全新世亚洲季风演变及机理。 7.全新世中期中国气候和东亚季风：PMIP4模式结果 田芝平等（2022）分析了多模式模拟的全新世中期中国气候和东亚季风变化,指出：全新世中期中国年和冬春季偏冷,夏秋季偏暖;降水、蒸发和有效降水的年变化较小,季节上均表现为冬春季减少,夏秋季增加;东亚冬、夏季风加强。 8.亚洲高山区全新世中期气候及其影响下的冰川模拟 燕青（2022）模拟了全新世中期亚洲高山区的气候变化,分析了亚洲高山区冰川变化及其区域性,探讨了温度和降水变化对冰川的作用,研究有助于加深理解全新世中期亚洲高山区冰川的变化格局和驱动机制。 9.陆面过程与天气研究 陈海山等（2022）从陆面基本要素、下垫面构成、陆面诱发的局地环流3个方面,回顾了土壤湿度、地形、土地利用、山谷-平原环流等要素和过程对强对流、暴雨、台风、高温热浪等天气事件影响研究的相关进展。 10.前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常对中国东部春季极端降水频次的可能影响及预测价值 张梦琪等（2022）的研究表明：前冬戴维斯海峡—巴芬湾区域海冰异常偏多时,北大西洋易出现经向三极型海温异常,该信号持续到春季并通过激发欧亚遥相关波列调制中国东部的动力和水汽条件,为春季极端降水发生提供有利背景环流。 11.中国区域性暴雨事件未来变化：RegCM4动力降尺度集合预估 周波涛等（2022）采用追踪式的客观识别方法,对中国区域性暴雨进行了识别,并从发生频次、持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度5个方面预估了其未来变化,为应对气候变化提供了依据。     

基于年代学约束的白马雪山晚第四纪冰川作用

白马雪山(5429m)地处横断山脉腹地,海拔3800m以上保存着确切的第四纪冰川遗迹,对其进行深入研究,可以为重建西南季风影响区的环境演变历史以及区域冰期-间冰期系列对比提供依据.本文采用野外地貌调查与电子自旋共振测年(ESR)相结合的方法,查明白马雪山第四纪冰川发育的地貌特点,并对研究区的冰期系列进行划分.结果显示,白马雪山晚第四纪以来至少发生5次冰川作用,分别为中梁赣冰期(475±62ka,MIS 12);倒数第二次冰期(MIS 6),年代分别为166±22ka、142±17ka、209±23ka、153±15ka、120±16ka和180±20ka;末次冰期早期(MIS 4),年代分别为57±6.8ka、67±8.7ka、81±11ka、77±11ka和64±7.7ka;末次盛冰期(19±2.5ka,LGM,MIS 2)以及全新世新冰期/小冰期(MIS 1).研究区的冰川作用与青藏高原的脉动式抬升具有一定的对应关系.     

非冰期突然气候变化与太阳变化

本文试图介绍发生在非冰期,主要是全新世的突然气候变化研究所取得的进展,包括山地冰川和深海沉积物所记录的全新世突然气候变化,季风和干旱气候突然变化,以及突然气候变化与太阳变化的关系。太阳变化对整个全新世气候变化的影响似乎正愈来愈明晰起来。     

1959-2017年天山乌鲁木齐河源1号冰川流域径流及其组分变化

冰川是气候变化的指示器,气候变化对冰川及其径流的影响研究是目前国内外关注的热点和前沿领域之一,目前的研究以模拟为主,实测资料十分有限且不确定性很大。以新疆天山乌鲁木齐河源1号冰川（简称“1号冰川”）流域为例,基于中国科学院天山冰川观测试验站1959-2017年观测数据,研究了中国西部典型小型冰川流域径流及其组分长期变化以及对气候变化的响应,为冰川径流长期变化过程的认识提供重要参考。结果表明,1号冰川流域径流主要由冰川径流和非冰川区降水径流组成,分别占70%和30%。其中冰川径流又可分为冰川区降水径流和冰川融水径流,分别占44%和26%。59年间,冰川径流整体呈上升趋势,在1992年之后出现了一个阶梯式的上升,与气温升高和降水的增加有关,1997-2007年达到高峰,2008年以后出现波动下降趋势,其原因除了与该时段的降水有所减少有关之外,冰川面积减小的影响也不可忽视。另外,还利用实测径流和冰川物质平衡值,通过水量平衡模型,检验了模型使用的冰川区和非冰川区径流系数。     

沙鲁里山更新世冰川作用及西南季风波动对末次冰期冰川作用的影响

地处南亚季风区的沙鲁里山地区保留有丰富的第四纪冰川作用遗迹。文章通过ESR对冰碛物直接定年,结合冰碛地貌形态及其风化程度差异,结果表明沙鲁里山地区可能经历了4次规模较大的冰川作用。它们的ESR年代大约为19～16kaB.P.,48～43kaB.P.,135kaB.P.和571kaB.P.,分别与深海氧同位素第2、第3、第6、第16阶段对应。自沙鲁里山最早冰川作用(571kaB.P.)以后,该区经历了较大规模的抬升作用。MIS2和MIS4期间西南季风微弱,降水稀少,气温严寒,南亚季风区冰川发育受到一定限制。MIS3早期和晚期夏季风强盛,降水丰富,温度较高,水热平衡状况有利于冰川发育;MIS3中期气温较低,夏季风较强盛,降水较丰富,这种冷湿组合的气候条件有利于冰川发育。南亚季风区,MIS3期间的冰川前进规模不亚于甚至在某些区域超过了末次盛冰期,其主要原因可能是受制于夏季风的降水差异。     

玉龙雪山冰川沉积序列OSL定年

位于青藏高原东南缘的玉龙雪山分布有欧亚大陆纬度最低的海洋型冰川,其主峰及周边地区保存了大量清晰完整的第四纪冰川遗迹。研究该区第四纪冰川作用遗迹及其冰川作用史,具有重要的理论与实际价值。应用光释光（OSL）测年技术对玉龙雪山冰川沉积物进行了定年,结合前人研究资料,重建玉龙雪山冰川作用史。研究结果表明：玉龙雪山东麓的末次冰期冰碛物主要形成于晚更新世末次冰期最盛时期,其平均年代约在25ka,西麓末次冰期冰碛物形成年代约为50ka,对应于深海氧同位素3阶段中期（MIS3b）。而倒数第二次冰期的年代在240ka左右,处于中更新世晚期,对应于MIS8阶段,当时玉龙雪山存在多条复式山谷冰川。该研究可为玉龙雪山第四纪冰川作用历史的重新认识以及光释光测年技术在该区的应用提供基础资料。     

岗日嘎布玉东曲末次冰消期冰川演化及其10Be暴露测年研究

末次冰盛期（Last Glacial Maximum, LGM）结束后,全球经历末次冰消期进入全新世,这代表了过去十万年以来最为显著的气候转型事件。末次冰消期的开始在全球范围内近乎同步,但其背后的气候驱动机制仍不明确。中低纬度,如青藏高原及其周边地区的山地冰川对气候变化响应敏感,准确限定LGM结束前后冰川地貌的时代可为上述问题的解决提供可靠的古冰川信息。然而,目前青藏高原仍缺乏足够有针对性的研究。本文选取位于青藏高原东南部的岗日嘎布作为研究区,对该区格泥峰东侧的玉东曲谷口分布的冰碛垄序列进行了详细的地貌调查和宇宙成因核素¹⁰Be暴露测年研究。采自玉东曲谷口附近6道冰碛垄中地貌相对年代较老的4道冰碛垄的14个冰川漂砾¹⁰Be暴露年龄介于（13.3±1.0）~（19.3±1.4） ka。利用累积概率密度和简化卡方等统计分析方法排除异常值后,将这4道冰碛垄中地貌相对年代较年轻两道的形成时代限定为（17.0±0.5） ka和（18.4±1.0） ka,分别对应末次冰消期和LGM后期。与气候记录进行对比后,我们认为这两次冰川波动响应可能受控于印度洋-太平洋暖池海表温度的夏季气温变化。     

Timing of glacier fluctuations and trigger mechanisms in eastern Qinghai–Tibetan Plateau during the late Quaternary

It is highly debated whether glacial advances on the Qinghai–Tibetan Plateau (QTP) occurred as a response to temperature cooling, or whether they were forced by an increase in moisture brought by the intensive Indian summer monsoon. We here report a case study investigating this issue. Multiple moraine series in the Yingpu Valley, Queer Shan ranges of the Hengduan Mountains, and eastern QTP, provide an excellent archive for examining the timing and trigger mechanism of glacier fluctuations. Twenty-seven optically stimulated luminescence (OSL) samples of glacial sediments were collected from this valley. The quartz OSL ages show that the moraine series of Y-1, I, M and O were formed during the Late Holocene, Late Glacial, the global Last Glacial Maximum (LGM) and Marine Oxygen Isotope Stage (MIS) 3 (likely mid-MIS-3). The youngest Y-2 moraines probably formed during the Little Ice Age (LIA). The oldest H moraines formed before MIS-3. We found that glacial advances during the late Quaternary at the Yingpu Valley responded to cold stages or cold events rather than episodes of enhanced summer monsoon and moisture. As a result, glaciers in the monsoonal Hengduan Mountains were mainly triggered by changes in temperature. Millennial time scale temperature oscillations might have caused the multiple glacial advances.     

西藏东南部末次冰期早阶段冰川作用及其古气候意义

西藏东南部的“古乡冰期”和“白玉冰期”是划分中国第四纪冰期的蓝本。其中,白玉冰期即末次冰期,分为早阶段和晚阶段,相对应的冰川沉积广泛分布于本区的波堆藏布谷地。已有的冰川数值年代结果显示,末次冰期晚阶段的冰川作用发生于海洋氧同位素阶段（MIS）2。然而,关于早阶段的冰进记录,目前却未有确切的年代学证据,此次冰川作用究竟发生于MIS 4还是MIS 3,是一个悬而未决的问题。在前人研究及野外地貌调查的基础上,运用光释光测年手段对波堆藏布谷地疑似形成于末次冰期早阶段的冰碛垄进行测年,年代结果介于（56.4±4.2）~（65.9±3.9） ka之间,相当于MIS 4。藏东南地区MIS 4冰期冰川作用年代与青藏高原及其周边山地具有可比性,表明该阶段冰川作用发生的普遍性。通过对比北半球低纬度地区夏季太阳辐射及亚洲季风区古气温与古降水指标记录,认为藏东南地区MIS 4冰期冰川作用可能是对北半球低纬度地区夏季太阳辐射减弱及气温下降的响应,与季风降水无关。     

阿尔泰山喀纳斯河流域末次冰期OSL年代学新证

布尔津河支流喀纳斯河源于中俄蒙三国交界处友谊峰的南坡,为额尔齐斯河的重要源区.友谊峰连同奎屯峰等高峰形成了阿尔泰山最大的现代冰川作用中心.在第四纪期间,这些冰川都发生了规模较大的进退,在河谷中留下了形态较为清晰的冰川地形.应用OSL单片再生剂量测定技术对采自主U型谷两侧的高大侧碛垄进行了定年,测年结果分别为(27.2±2.0)ka(K-1)与(16.1±1.5)ka(K-2).基于地貌地层学原理、并结合已有的年代学资料(OSL与14 C)与古气候研究资料,末次冰期以来喀纳斯河流域共有5次规模较大的冰进,分别为小冰期、新冰期、末次冰期晚冰阶(MIS 2)、末次冰期中冰阶(MIS 3中期)与末次冰期早冰阶(MIS 4).     

天山夏特河流域晚第四纪冰川沉积序列与地貌演化

夏特河源于天山最大现代冰川作用中心托木尔—汗腾格里峰的东北坡,流域内保存有形态较为清晰的四套冰川沉积。这些地形记录了夏特河流域的古冰川变化,对它们进行研究可获得该地晚第四纪以来的冰川时空演化规律。在第三套冰碛夹层中的砂质透镜体里采集了5个OSL年代学样品,应用单片再生（SAR）测年技术测得它们的年龄为（13.3±0.8）~（20.1±1.3） ka。基于测年结果、各套冰碛距现代冰川的远近、冰碛垄的完整程度、冰碛物的风化胶结状况及接触关系,并参阅托木尔—汗腾格里峰南坡与东南坡以及东、中、西段天山其他流域的年代学资料,可初步得出：第一套和第二套冰碛分别沉积于小冰期和新冰期;第三套冰碛形成于末次盛冰期及随后的冰消期,可对应于海洋氧同位素阶段（MIS） 2;保存在河口的第四套冰川沉积及与其相关联的宽阔且长达数十千米的“U”形谷共同指示,它应形成于冰川规模较大的倒数第二次冰期,时间上可对应于MIS 6。     

青藏高原东南巴松措流域和派山谷末次冰盛期冰川与气候重建

末次冰盛期（LGM）时全球大范围降温,青藏高原冰川大规模扩张,重建LGM时期古冰川规模对认识高原冰川水资源演化及古气候条件有重要的科学意义。根据青藏高原东南巴松措流域及派山谷两地的冰川地貌及其¹⁰Be暴露年代数据,本文应用冰川纵剖面模型定量重建了两地冰川在LGM时期的范围、冰储量和平衡线高度（ELA）等参数,并通过冰川气候模型恢复了LGM时的气候条件。结果表明：巴松措流域LGM时期的冰川面积约为982.3 km²,是现代冰川面积的4.5倍,冰储量约为274.4 km³;派山谷无现代冰川分布,LGM时期的冰川面积达5.76 km²,冰储量约为0.51 km³;LGM时期两冰川的平衡线高度分别为4 460~4 547 m和3 569~3 694 m,与现代冰川相比分别降低了535 m和1 034~1 184 m。在降水减少60%的情况下,考虑LGM以来的构造剥蚀对平衡线高度变化的影响,LGM时期巴松措流域和派山谷冰川的夏季平均气温分别比现在低约2.96~4.89 ℃和5.09~6.99 ℃。     

新疆塔县石头城一带中更新世冰碛物的发现及地质意义

笔者首次在塔县的老兵站、石头城和加油站等3处发现了古冰碛物,均呈残留冰碛台地分布,台地高程约为3 100m,表面可见大量正长岩漂砾。漂砾风化穴的主要类型为边墙形、蜂巢型和底穴型。在侵蚀切割该古冰碛物的砂砾层中,得到(62.07±2.44)ka的光释光年龄。同时与附近墓士塔格山和公格尔山古冰川的对比研究,表明该冰碛物时代可能为中更新世倒数第二次冰期,为塔县县城西侧斯顿古冰川向东冰进的产物。该冰碛物的发现具有重要的地质意义:可将斯顿山第四纪冰川遗迹划分为中更新世的倒数第二次冰期、晚更新世的末次冰期,以及全新世的新冰期和小冰期;进一步指示塔什库尔干断裂的左行走滑正断层性质;更新世,斯顿古冰川与墓士塔格冰川各自有明确的界线,不可能形成一个统一的冰盖。     

中国西部山岳冰川MIS3b冰进的初步探讨

对横断山的沙鲁里山、祁连山东段的冷龙岭、天山西段托木尔峰南麓的阿特奥依纳克河流域等3个地区7个研究点的第四纪冰川作用开展了深入研究,应用ESR测年技术在7个研究点特定的地貌部位共获得12个对应于MIS3(56~36 ka BP)的测年结果,且年龄基本上都对应于MIS3b(54~44 kaBP).结合已有的研究资料,并对MIS3气候特征进行综合分析,研究表明:MIS3强大的季风环流带来的丰富降水与MIS3b冷阶段的组合是川西高原的沙鲁里山与祁连山东段冷龙岭MIS3b冰进的主要原因,而天山西段阿特奥依纳克河流域MIS3b冰进则是不稳定的西风波动带来的丰富降水所致.这3个地区沉积有该次冰进的冰碛物.     

唐古拉山东段布加岗日南坡小冰期冰进的10Be暴露测年研究

高寒地区形态独特的冰川侵蚀与沉积地形是过去冰川变化最直接的证据,包含有重要的古气候环境变化信息。根据山地冰川沉积序列,通常将分布在现代冰碛地形外围形态较完好的多列冰碛垄的形成时间推定为小冰期。小冰期冰进的时间与规模是理解与重建近千年以来古气候环境变化的基础及较准确预测未来气候环境变化的关键。本研究应用¹⁰Be暴露测年技术对唐古拉山东段布加岗日南坡拥曲河源区西（主）谷与东（悬）谷中基于地貌关系与沉积序列推定为小冰期的第一套冰碛垄M_W1与M_E1进行定年。测得M_W1冰碛垄4个样品的¹⁰Be年龄分别为（155±23） a、（197±27） a、（218±26） a和（273±31） a;M_E1冰碛垄3个样品的¹⁰Be年龄分别为（262±30） a、（186±28） a和（131±25） a。使用P-CAAT法分析得出它们的年龄为（203±52） a（n=4）和（162±58） a（n=3）。地貌关系、沉积序列、冰碛垄的形态特征、土壤发育与植被覆盖以及测年结果等共同表明拥曲河源区西谷与东谷中的第一套冰碛垄形成于小冰期。结合周边地区的研究成果及古气候环境代用指标可以推断降温是这次冰进的主因。     

Quaternary glaciation of Mount Everest

The Quaternary glacial history of the Rongbuk valley on the northern slopes of Mount Everest is examined using field mapping, geomorphic and sedimentological methods, and optically stimulated luminescence (OSL) and ¹⁰Be terrestrial cosmogenic nuclide (TCN) dating. Six major sets of moraines are present representing significant glacier advances or still-stands. These date to >330 ka (Tingri moraine), >41 ka (Dzakar moraine), 24–27 ka (Jilong moraine), 14–17 ka (Rongbuk moraine), 8–2 ka (Samdupo moraines) and ～1.6 ka (Xarlungnama moraine), and each is assigned to a distinct glacial stage named after the moraine. The Samdupo glacial stage is subdivided into Samdupo I (6.8–7.7 ka) and Samdupo II (～2.4 ka). Comparison with OSL and TCN defined ages on moraines on the southern slopes of Mount Everest in the Khumbu Himal show that glaciations across the Everest massif were broadly synchronous. However, unlike the Khumbu Himal, no early Holocene glacier advance is recognized in the Rongbuk valley. This suggests that the Khumbu Himal may have received increased monsoon precipitation in the early Holocene to help increase positive glacier mass balances, while the Rongbuk valley was too sheltered to receive monsoon moisture during this time and glaciers could not advance. Comparison of equilibrium-line altitude depressions for glacial stages across Mount Everest reveals asymmetric patterns of glacier retreat that likely reflects greater glacier sensitivity to climate change on the northern slopes, possibly due to precipitation starvation.