达索普冰芯记录的过去2 ka来大气中甲烷浓度的变化

通过对达索普冰芯气泡中包裹气体的提取分析,恢复了过去近2ka来大气中CH     

青藏高原冰芯过去100年δ18O记录与温度变化

以羌塘高原普若岗日冰原钻取的213 m冰芯中记录为基础, 研究了过去100年来δ¹⁸O变化所反映的这一地区的温度变化. 结合已获取的青藏高原南部的达索普冰芯、西北部的古里雅冰芯和东北部的敦德冰芯, 综合研究了青藏高原温度变化的区域差异. 结果表明, 青藏高原不同地区冰芯中δ¹⁸O变化各有特点, 特别是南、北差异和东、西差异十分明显. 但4根冰芯记录均反映出过去100年来δ¹⁸O增加的趋势, 说明过去100年来青藏高原在不断变暖. 将δ¹⁸O记录所反映的青藏高原温度变化、青藏高原气象记录的温度变化同北半球温度变化比较研究发现, 这些记录所反映的过去100年总体变暖趋势是一致的.     

达索普冰芯积累量记录和过去400 a来印度夏季风降水变化

达索普冰芯恢复的积累量指示了过去400 a来的西南季风降水的变化. 积累量与青藏高原温度在年代际时间尺度上有较好相关性. 积累量的准两年周期变化与欧亚雪盖面积变化有很大相关性, 这意味着热带和中纬度地区气候变化存在相互作用. 青藏高原温度与海温也与达索普积累量变化存在相关性. 陆海热力对比加大和减弱是达索普积累量变化的一个直接原因. 这一因素影响降水的长期趋势. 积累量在1921年左右发生的突变是青藏高原-海面温度热力对比加大的直接结果.     

末次冰期青藏高原的气候突变--古里雅冰芯与格陵兰GRIP冰芯对比研究

通过对古里雅冰芯的研究和与格陵兰GRIP冰芯的对比 ,探讨了末次冰期青藏高原的气候突变事件 .冰阶 间冰阶变化以及反映大范围气候变化的 7次暖事件 (BrΦrump ,Odderade,Oerel,Glinde ,Hengelo ,Denekamp ,BΦlling) ,在两冰芯中都有一致的反映 .但古里雅冰芯记录有一系列独具的特征 .古里雅冰芯中气候由暖变冷的速率及气候变化幅度都大于格陵兰GRIP冰芯记录 .古里雅冰芯记录的另一显著特征是 ,在距今 18～ 3 5ka时 ,出现了一系列时间尺度在 2 0 0a左右的循环 ,其中温度变幅超过 7℃的升温事件 2 2次 ,超过 7℃的降温事件 2 0次 ,而温度变幅在 3℃以内的升温、降温事件达 10 0多次 .研究表明 ,不同的因子对不同时段的气候突变起作用 .冰阶 间冰阶尺度的气候由暖变冷的突变是由太阳幅射变化驱动并经青藏高原积雪面积变化放大作用导致的 ,而更短时间尺度的气候突变是太阳活动和季风相互作用的结果 .     

青藏高原东北部柴达木盆地古湖泊沉积物正构烷烃记录的MIS3晚期气候变化

通过对青藏高原柴达木盆地察尔汗古湖泊贝壳堤剖面254cm湖相沉积物中正构烷烃的分析,结合现有的湖相记录资料,探讨了柴达木盆地察尔汗湖区39.7～17.514CkaBP(校正年代为43.5～22.4cal.kaBP,相当于深海氧同位素第3阶段晚期)之间湖泊演化规律.在湖泊演化的不同阶段,正构烷烃呈现了不同的分布模式,体现了研究区植被变化及水文条件的改变.正构烷烃代用指标(CPIh,ACLh和Paq)与同纬度地区夏季太阳辐射量变化趋势一致,揭示了夏季太阳辐射是青藏高原地区气候变化的重要驱动力,间接影响了湖泊的演化.另一方面CPIh,ACLh与孢粉总浓度以及格陵兰冰芯气泡甲烷浓度变化趋势吻合,响应了气候快速变化的Dansgaard-Oeschger(DO)旋回,说明MIS3晚期察尔汗湖区气候相对暖湿阶段具有不稳定性.本次研究是青藏高原气候变化受控于夏季太阳辐射来自古湖泊沉积物分子化石的最新证据.     

青藏高原古里雅冰芯记录的轨道、亚轨道时间尺度的气候变化

研究了青藏高原冰芯与极地冰芯记录在轨道、亚轨道时间尺度上的气候变化特征及可能原因. 在青藏高原冰芯记录中, 轨道时间尺度上的气候变化基本超前于极地, 说明在以轨道变化驱动为起因的气候变化中, 青藏高原的变化(或反应)比极地来得更快. 太阳辐射变化是控制轨道时间尺度上的气候变化的主要因子. 但在亚轨道时间尺度上的许多气候变化, 青藏高原滞后于北极地区. 如Younger Dryas和Heinrich事件, 都是格陵兰冰芯记录的变冷早于古里雅冰芯记录. 可以认为, 这些亚轨道时间尺度上的气候变化可能受劳伦冰盖的影响. 因此, 冰盖对某些冰期气候内的亚轨道时间尺度上的气候变化具有决定性作用.     

青藏高原北部马兰冰芯记录的近千年来气候环境变化

根据青藏高原北部可可西里马兰冰芯记录, 重建了该地区1129A.D.以来的气候环境变化. 马兰冰芯中δ¹⁸O记录表明, 近千年来该地区暖季气温呈上升趋势, 20世纪升温在其自然变化范围之内, “中世纪暖期”和“小冰期”在该冰芯记录中均有表现. 在该冰芯记录时段内, 最暖的世纪是17世纪, 最暖的年代是1610 s. 马兰冰芯中污化层厚度比率是沙尘天气发生频率的良好指标, 据此建立了该地区近870 a来沙尘天气发生频率的变化过程, 并发现该冰芯记录的沙尘天气发生频率变化与气温变化之间在10¹~10² a时间尺度上存在显著的负相关关系. 通过对青藏高原北部相关冰芯、树轮等记录的综合分析, 揭示出温湿气候时期沙尘天气发生频率较低, 而冷干气候时期沙尘天气发生频率较高. 近200 a来沙尘天气发生频率呈现明显减少趋势.     

古里雅冰芯中末次间冰期以来气候变化记录研究

通过对古里雅309m冰芯上部268m的研究,重建了末次间冰期以来的气候环境变化.根据对古里雅冰芯 δ~(18)O的研究,可以清楚地划分出阶段1(冰后期)、2(末次冰期冰盛期)、3(末次冰期间冰阶)、4(末次冰期早冰阶)和5(末次间冰期).阶段5又可分出a,b,c,d,e 5个亚阶段.古里雅冰芯δ~(18)O记录明确地显示了青藏高原温度变化和太阳辐射的密切关系.研究表明,太阳辐射是驱动青藏高原气候变化的主要因子.古里雅冰芯记录与北极格陵兰冰芯和南极Vostok冰芯的对比研究表明,这些相距遥远、不同地区冰芯所记录的大的冷暖事件变化是一致的.但不同地区气候变化幅度是不一致的.青藏高原地区变化幅度大于北极地区和南极地区.     

藏高原雪冰电导率与降水碱度以及大气粉尘载荷变化的关系

对青藏高原小冬克玛底冰川和古里雅冰帽上的数个雪坑和浅冰芯的观测,得出其碱度(OH-)剖面、雪坑和冰芯的液态电导率(EC)变化与OH-之间呈良好线性相关(r≥0.8).分析表明,无论在季节、年际或百年际时间尺度上,EC与OH-间的相关性以及EC与可溶离子总量(TDS)间的相关程度是大致相当的.EC的波动主要取决于粉尘来源的碱性盐类(尤其Ca2+)的变化.因此,EC参量运用到深冰芯研究中,可反映历史时期大气粉尘载荷的变化,对反演沙漠演化、大气环流有重要意义.古里雅冰芯记录表明,大气粉尘的中、长期变化可能取决于气候参量的组合特征"冷-干"气候阶段粉尘量上升,EC和OH-值高;"暖-湿"阶段粉尘量下降,EC和OH-值低.20世纪初以来,随着藏北高原气候呈现暖湿化趋势,大气粉尘载荷明显下降.因此,EC可作为显示大气尘埃载荷变化的宏观标尺,是气候波动的"指示器".     

青藏高原2ka来温度与降水变化——古里雅冰芯记录

古里雅冰芯中~(18)O和冰川积累量高分辨地和连续地记录了过去2ka来的温度和降水变化。在这一段时间内,曾出现了8次暖期和7次冷期。其中4次重要寒冷事件有3次出现在小冰期,1次出现在11～12世纪。降水的波动相对较小,这段时间内共出现过5次相对高降水期和4次相对低降水期。古里雅冰芯所记录的温度与降水的长期变化趋势呈正相关,但降水变化滞后于温度变化。     

南极DomeA地区109．91m冰芯气泡封闭深度及稳定同位素记录的初步结果

2004／2005年中国第21次南极考察队在南极冰盖最高区域——DomeA（或称Dome Argus）地区,钻取了一支109．91m的冰芯．冰芯CH4浓度测试结果以及粒雪化模型模拟结果一致表明,该冰芯在约102．0m处气泡被完全封闭,并根据粒雪化模型计算气泡被完全封闭处冰的年龄约为4．2ka。根据冰芯碎屑样品的氢（JD）、氧（δ^18O）稳定同位素分析资料,结合东南极冰盖其他内陆冰芯稳定同位素资料,表明东南极内陆地区晚全新世以来气候状况较为稳定（气温波动幅度约为±0．6℃）,且变化趋势具有一致性．DomeA冰芯中过量氘的值较高（平均值为17．1‰）,是南极雪冰中过量氘的高值中心,这可能与过饱和环境下降雪过程中稳定同位素动力分馏效应有关,另外DomeA冰芯过量氘（d—excess或d=δD-8δ^18O）自晚全新世以来的升高趋势主要反映了水汽源区位置向赤道方向的总体迁移．研究结果为开展DomeA地区深冰芯研究奠定了基础．     

青藏高原雪冰电导率与降水碱度以及大气粉尘载荷变化的关系

对青藏高原小冬克玛底冰川和古里雅冰帽上的数个雪坑和浅冰芯的观测，得 出其碱度（ＯＨ－）剖面、雪坑和冰芯的液态电导率（ＥＣ）变化与ＯＨ－之间呈良好线性相关 （ｒ≥０．８）。分析表明，无论在季节、年际或百年际时间尺度上，ＥＣ与ＯＨ－间的相关性以 及ＥＣ与可溶离子总量（ＴＤＳ）间的相关程度是大致相当的。ＥＣ的波动主要取决于粉尘来 源的碱性盐类（尤其Ｃａ２＋）的变化。因此，ＥＣ参量运用到深冰芯研究中，可反映历史时期 大气粉尘载荷的变化，对反演沙漠演化、大气环流有重要意义。古里雅冰芯记录表明， 大气粉尘的中、长期变化可能取决于气候参量的组合特征：“冷－干”气候阶段粉尘量 上升，ＥＣ和ＯＨ－值高；“暖－湿”阶段粉尘量下降，ＥＣ和ＯＨ－值低。２０世纪初以来，随 着藏北高原气候呈现暖湿化趋势，大气粉尘载荷明显下降。因此，ＥＣ可作为显示大气尘 埃载荷变化的宏观标尺，是气候波动的“指示器”。     

宁金岗桑冰芯不溶性微粒的岩石磁学性质及其环境意义

冰芯中所含不溶性微粒与大气粉尘沉降过程密切相关,是重建气候环境变化的良好载体.本文对宁金岗桑冰芯（56m,公元1864～2007年）样品中不溶性微粒进行了系统的岩石磁学研究.结果表明,不溶性微粒的载磁矿物以低矫顽力、准单畴颗粒的磁铁矿为主.在过去的144年中,磁性矿物的粒径无显著变化.但是其含量（饱和等温剩磁指标）变化以～1980年为界,之前变化稳定,之后显著增多.这一现象与青藏高原及北半球的气温变化在大的趋势上具有良好的相似性.我们认为磁性颗粒的增加与气候变暖有着一定的关系.其可能的机制是：在大的时间尺度上,气候变暖导致的冰川退缩和局地气候不稳定使得冰芯中含有磁性矿物的大颗粒物质增多,而与年降水变化相关的沙尘天气频率相关性较弱.因此,青藏高原冰芯不溶性微粒的饱和等温剩磁可能在趋势上反映了气候变暖,为研究该区大气粉尘的沉降过程提供新参数.     

东南极DT401冰芯中NO3-离子沉积记录及影响因素

1999年中国南极科学考察队在中山站-DomeA考察沿线DT401点钻取到一支长102.65m的浅冰芯,为我们研究东南极内陆地区NO3-离子沉积特征及影响机制提供了契机.对冰芯中δ18O（年平均气温替代指标）、积累率、火山沉积记录及地球以外各种影响因素（太阳活动、超新星爆发和流星雨等）与冰芯中NO3-离子沉积关系的研究结果显示,积累率对冰芯NO3-离子沉积通量的影响较之沉积浓度更为显著.与积累率相比,气温（δ18O）与NO3-沉积记录的相关性较差.火山喷发物质的沉降可以显著的影响雪层中NO3-离子的沉积,表现为nss-SO42-离子的峰值对应NO3-的谷值.太阳活动对该地区NO3-离子的影响在冰芯中也有所记录,NO3-离子的浓度波动表现出3个显著的周期（16.6,24.0和102.0年）,均较好的对应了太阳活动的相关周期.历史上过去1150年间与太阳活动有关的6次气候事件（Dalton极小期、Maunder极小期、Sporer极小期、Wolf极小期、Oort极小期和Medieval极大期）均与同时期DT401冰芯中NO3-离子的波动趋势相吻合,前五次事件表现为NO3-离子的低值期,最后一次事件表现为高值.     

中国科学D辑第36卷2006年总目次

题目作者期页专题:慕士塔格及相邻地区现代环境与过程研究青藏高原冰芯过去100年δ18O记录与温度变化...............................................................................................................................................................................................姚檀栋郭学军LonnieThompson段克勤王宁练蒲建辰徐柏青杨晓新孙维贞11慕士塔格冰芯中微粒的粒度记录......................................................邬光剑姚檀栋徐柏青李真田立德段克勤汶林科19慕士塔格冰川地区降水中δ18…     

环北极地区冰芯记录揭示的北半球海盐气溶胶大气传输方式

根据冰芯化学记录重建大气环流历史, 需要认识雪冰化学成分的控制因子, 诸如其来源、大气传输途径及强度. 为了解这些过程, 研究了北半球两支冰芯化学记录(加拿大育空地区洛根山冰芯和格陵兰南部20 D冰芯)与北半球海平面气压(SLP)的相互关系. 结果表明, 洛根山冰芯中ssNa⁺浓度与秋季阿留申低压和夏季北太平洋副热带高压关系密切. 秋季阿留申低压的加深和夏季北太平洋副热带高压增强都有利于海盐气溶胶从北太平洋向育空地区传输. 20 D冰芯中ssNa⁺浓度与冬季冰岛低压密切相关. 加深的冰岛低压加强了北大西洋冬季风暴和气旋的生成, 为格陵兰冰盖输送了更多的海盐气溶胶. 因此, 洛根山冰芯ssNa⁺记录可以作为重建秋季阿留申低压和夏季北太平洋副热带高压的指标, 而20 D冰芯ssNa⁺记录可作为重建冬季冰岛低压的指标.     

12 kaBP前后青藏高原湖泊环境

对青藏高原地区20多个有12 kaBP前后测年数据的湖泊或古湖盆的古湖岸线、古湖沉积物以及指示湖水盐度变化的古气候代用指标进行了较系统分析, 结果表明青藏高原及其毗邻的中国西北地区的古湖面在14~11 kaBP冰消期具有明显回升现象, 以冰川融水补给为主的湖泊湖面涨幅往往超过全新世最宜期. 12 kaBP前后温湿的气候波动在青藏高原甚至全中国是普遍存在的, 可与欧洲和格陵兰冰芯记录到的Bolling和Allerod暖期对比, 表明B/A事件不只是北大西洋的区域现象.     

祁连山中部过去近千年温度变化的树轮记录

对采自祁连山中部的树木年轮样品交叉定年后, 建立了树轮宽度标准指数序列. 通过树轮标准年表与附近气象站观测数据的相关分析表明, 在森林上限, 树木生长主要受温度变化的影响, 年轮宽指数序列中主要包含温度变化的气候信息, 对树轮生长影响最大的气候因子为前一年12月~当年4月平均温度. 祁连圆柏轮宽标准指数序列反映的温度变化很好地表现了小冰期降温特征及20世纪的全球气温持续变暖趋势. 与祁连山敦德冰芯δ¹⁸O所反映温度变化比较说明, 冰芯和树轮所记录的温度变化趋势基本一致. 轮宽序列表现出的冷暖特征与北半球温度变化存在较好的一致性, 表明祁连山地区气候变化不仅受区域条件的影响, 而且对全球气候变化作出了响应.     

瓦里关大气CH4浓度变化及其潜在源区分析

利用尺度校正和更新的2002～2006年瓦里关多年大气CH4浓度资料,进行了其浓度时空变化及其潜在源区分析研究.局部近似回归法筛分的大气CH4浓度本底数据百分比为～58%,表明其受到较强的区域源和汇的影响.CH4本底浓度中值为1831.8ppb,10%和90%的CH4浓度数据百分位值分别为1820.7和1843.5ppb.未经筛分的大气CH4浓度波动大,达到了200ppb;本底浓度波动小（约38ppb）,反映了瓦里关大气CH4浓度受到较强的区域源汇影响.2002～2006年期间不同季节大气CH4浓度日变化规律明显,其变化特征是源汇强度变化和对流层大气扩散输送条件相互作用的结果.大气CH4多年平均季节变化呈夏季高（6～8月达到最大值）,冬春低的特征,与美国莫纳罗亚山和Niwot岭呈反相位,一方面可能是夏季瓦里关地区排放源增强（居民放牧增多）和以来自西宁和兰州地区的气流为主导的污染物输送而导致其浓度抬升,另一方面瓦里关光化学作用较弱,与美国莫纳罗亚山和Niwot岭相比,CH4的汇较弱.轨迹聚类和潜在源区分析表明,大气CH4浓度高值与来自青海西北部（尤其是格尔木地区）和瓦里关东南或东部（西宁和兰州一带）的空气团轨迹关系密切,是CH4潜在的源区;其浓度低值则对应于来自西藏西北部、青海和新疆南部地区的空气团,反映了该方向的气流相对清洁.注意到夏季来自甘肃或宁夏黄河沿岸的农业区（如水稻种植区）空气团使CH4浓度抬升明显,显示了其农业排放源.本文的研究将对准确估算CH4区域源汇强度、全面理解温室效应的尺度及预测未来全球变化具有重要意义.     

末次冰期南京石笋高分辨率气候记录与GRIP冰芯对比

对采自南京汤山洞穴一支长400余mm的石笋进行了高精度TIMS-U系定年和氧碳同位素测试,建立了末次冰期中晚期(54000～19000aBP)中国东部高分辨率的古气候变化时间序列.从石笋氧同位素变化曲线中,不仅检出东亚夏季风降水史中的Heinrich事件,而且首次发现了末次冰期东亚夏季风活动区气候变化同样存在着Dansgaard-Oeschger旋回,与极地GRIP冰芯记录有良好的对比关系.但明显的差别主要有(1)中国东部气候变化的干冷化趋势十分明显,由石笋氧同位素曲线构成的连续4个Bond旋回,迭覆在末次冰期长期变冷的气候背景上,可能与青藏高原MIS3阶段特强夏季风事件有关;(2)石笋气候曲线反映的干冷事件与GRIP冰芯中的对应事件存在1000～2000a的相位差,似有必要考虑不同测年方法相互校正问题.