重庆地区末次冰期气候变化的石笋记录研究

对采自重庆金佛山梁天湾洞穴的1 根长达295 mm的石笋进行了高精度的TIMS-U系定年和碳氧同位素测试分析,建立了末次冰期晚期(31.90~15.21 ka B.P.)长江中游较高分辨率(平均为280 a/mm)的古气候变化序列。从石笋的氧同位素曲线中明显地检出Heinrich事件,并且氧同位素曲线与南京葫芦洞和贵州董歌洞的石笋记录有着良好的对比关系。但明显的差别是,重庆地区石笋的同位素记录表明,该地区末次冰期晚期古气候是受西南季风和东南季风双重影响的。     

洞穴次生碳酸盐稳定同位素古气候重建研究进展

近年来,洞穴次生碳酸盐沉积物因其有着湖泊沉积物、泥炭等无法比拟的测年优势,日渐成为陆地古气候重建的良好研究材料.通过铀系定年,可以获得过去60万年来精确的日历年时间序列,突破了其他陆地沉积物14C定年(5万年)的瓶颈.氧碳同位素作为洞穴石笋的古气候待用指标具有全球对比性,由于其高精度独立的时间标尺和无需校正同位素信号日渐成为其他气候记录对比的基石.在同位素平衡分馏条件下,石笋δ18O反映了当地气候的变化,在季风区一般反映降雨的变化,在欧洲则更多反映温度的变化.通过石笋1δ8O与北大西洋冰漂碎屑事件以及甲烷的对比关系,可以将海洋钻孔和两极冰芯的记录调谐到独立时间标尺的石笋记录上,进而可以探讨全球联系及其驱动机制.影响石笋1δ3C变化的因素比较复杂,一般在轨道尺度上指示了植被类型C3/C4比率的变化,而在更短时间尺度内主要受到土壤CO2活力的影响,进而可以反映当地降水和温度的变化.尽管洞穴石笋研究工作取得了较大进展,但仍然有诸多机理问题尚未解决,在介绍洞穴沉积物稳定同位素古气候重建研究现状的基础上,对今后的研究方向进行一定的探讨.     

洞穴石笋δ^18O与δ^13C气候意义研究

利用洞穴次生化学沉积物进行古环境重建是第四纪全球变化研究的一个热点,而碳氧稳定同位素是最重要的气候替代性指标.不少研究者利用洞穴次生沉积物如石笋中碳氧稳定同位素的记录已恢复了部分地区不同时间尺度古气候.同时,研究人员也面临着合理解释一系列机理性问题的挑战,如氧稳定同位素气候意义的多解性、碳氧稳定同位素在定量重建古气候方面存在一定程度失真现象等诸多问题.文中全面论述碳氧稳定同位素在古气候重建中定性与定量研究上存在的局限性,并在此基础上指出:要分别探究石笋中δ18O与δ13C各种来源进入洞穴石笋的地球物理化学全过程及其控制机制;研究现代大气降水同位素组成的各种效应在不同时空的组合规律;尽快建立更为科学的大陆矿物-水地质温标.     

YD事件突变特征及其前兆信号

气候突变前兆信号对研究气候突变爆发方式、特征、细节过程以及未来气候预测有着极为重要的学术价值及社会意义．青天洞具有年纹层特征的石笋δ^18O记录显示,在新仙女木（YoungerDryas,YD）事件结束期间,季风约在11年内完成转型,但在结束前（11．64ka BP-11．54kaBP）,季风变化存在2个数十年尺度次级波动,历时约97±7年．该期季风强度颤动与此前YD内部季风变化相比呈现低幅、高频特征,在整个过程中季风强度总体保持上升．且在11．59kaBP后显示出自相关增强．这些特征与最近洱海湖泊生态系统突变前频繁波动特征类似,说明高频、低幅波动可能反映不同动力系统接近其临界值,可作为突变的前兆信号．     

江苏兴化DS浅孔沉积物地球化学元素与粒度所揭示的古环境意义

选择位于东亚季风典型区的苏北盆地沉降中心附近湖沼沉积为研究对象,进行了AMS¹⁴C、粒度、地球化学元素的综合分析。分析表明,末次冰消期以来苏北盆地古气候经历了冷干、暖湿、温湿、冷暖波动剧烈、暖湿的变化过程。苏北盆地DS钻孔沉积物所揭示的气候变化与贵州董歌洞石笋氧同位素数据和格陵兰冰芯数据所揭示的气候变化总体变化趋势大体一致,但在一些细部上还是存在着差异,较好的响应了区域环境和全球气候变化。     

文石方解石化对文石石笋δ18O记录的影响

近年来,文石石笋成为古气候研究的新材料,但文石的方解石化对文石石笋氧同位素的影响问题仍未很好地解决。选取湖南湘西莲花洞方解石化文石石笋LH5为研究对象,基于18个TIMS-U系年龄和311个δ18O,探讨了方解石化对文石石笋古气候记录的影响。结果表明：1）文石的方解石化会引起文石矿物中所赋存的铀元素流失,造成铀系年龄的倒转,但LH5石笋中下部铀系衰变体系的开放程度较低（＜10%）,在剔除异常年龄后,仍可构建时间标尺。2）通过末次冰消期气候事件的对比发现：文石的方解石化会导致δ18O的异常波动,末次冰消期其他中国南方石笋记录的气候事件,如B?lling-Aller?d和新仙女木事件等在LH5石笋中都难以确认。而在LH5石笋的中上部文石层段,δ18O波动却能够很好地记录气候的变化。3）洞穴滴水的淋滤被认为是文石方解石化的主要原因之一。但对于LH5石笋而言,洞穴滴水的溅蚀作用可能在文石向方解石转变过程中起到了重要作用。由于在石笋的不同部位受到溅蚀淋滤的强度不同,以及石笋结构的非均一性等原因,导致文石的方解石化不均匀,这也最终造成LH5石笋文石-方解石层段δ18O的非线性变化,失去记录气候变化的能力。     

近2000a温度变化及全球变暖不确定性

近年来有关温室气体,特别是CO2浓度上升导致的全球气候变暖将引起灾难性后果的理论,已成为全球关注和讨论的重点.本研究通过分析和总结器测资料和最近2000 a来温度序列,得出如下观点和结论：1）全球变暖是客观存在的,但是全球升温的幅度存在不确定性;2）人类活动和自然因素共同影响着气候变暖,仅从自然因素方面考虑未来存在降温的可能,因此未来温度的变化趋势很难预测;3）过去2000 a来冷暖变化频繁交替,最近100 a来的升温速率是否是过去2000 a中最大的时期存在不确定性.因此,在得出明确结论之前,需要进一步加大研究力度,明确这些不确定性.     

九江市蓼花剖面末次冰期中晚期沉积的粒度端元特征与气候变化

鄱阳湖湖滨地区广泛分布着晚第四纪风沙沉积序列。在星子县沙岭沙山进行野外调查后选择蓼花剖面开展工作,测试了地质时代和粒度,对粒度结果使用端元分析模型进行研究,探讨该区域末次冰期中晚期的气候变化规律。结果显示：该剖面由湖相-古土壤-沙丘砂等沉积相叠覆堆积组成,形成于末次冰期中晚期（48.8—17.1 ka）。端元分析模型将粒度数据分解出3个不同的粒度端元,不同端元组分在垂向上呈峰谷交替的旋回变化,EM1代表粉砂端元组分,峰值对应湖相和古土壤发育时期;EM2和EM3代表中砂—粗砂端元组分,峰值对应沙丘砂发育期,这些峰谷交替变化的规律指示了末次冰期的季风演变以及气候波动变化,万年尺度上表现为LH10 (48.8—39.9 ka)和LH3～LH5 (28.1—17.1 ka)的冬季风强盛期,分别对应深海氧同位素的MIS3b和MIS2阶段。LH6～LH9 (39.9—28.1 ka)为温暖的夏季风时期,对应深海氧同位素的MIS3a阶段。这些变化与YZ洞石笋氧同位素以及格陵兰冰心有良好的对应,与全球气候变化基本一致。     

全球变暖与变冷利弊分析

在联合国下属的政府间气候变化专门委员会（IPCC）的4次评估报告影响下,全球变暖达到前所未有家喻户晓的程度．各国人民似乎对“气候变暖”有谈虎色变的感觉．只要是灾难,不论水灾还是旱灾,不管是降温的雪灾还是高温的热浪,各国媒体均将这些灾害与“气候变暖”紧密联系起来,IPCC第四次报告也是如此．气候真的变暖了吗？真的那么严重变暖了吗？气候变暖真的给人类带来的只是可怕灾难而没有益处吗？水灾与旱灾是一对矛盾的2个方面,如何都能够由“全球变暖”一个因素所导致？地质记录表明,气候冷暖波动是地球气候变化一般形式,过去在人类能够影响大气二氧化碳含量以前,地球气候就是一直在不断地冷暖变化着的．驱动地球冷暖变化的主要因素是地球接收太阳辐射量的变化．不变的气候是短期的,是暂时的,而变化的气候却是长期和永恒的．持续了约550年变冷小冰期于1850年结束,随后进入暖期则是正常的自然过程．人类活动最大可能只是叠加了变暖的影响．本研究综合对比分析全球变暖和全球变冷2种气候变化所产生的一系列后果,认为全球变暖给人类带来结果是利大于弊．     

云南寻甸地区全新世中期气候变化模式研究

通过对云南寻甸白石岩仙人洞1号石笋(XR1)进行TIMS-U系测年和氧碳同位素分析,揭示了该区全新世中期氧碳同位素气候演化的模式。依据石笋不同时段有机碳含量的变化,重建了基于石笋有机碳指标的气候变化模式。通过对比,发现这两种指标所记录的寻甸地区古气候变化过程几乎完全一致。云南寻甸地区全新世中期的气候演化可分为3个气候期:1)8 000—5 600 aBP为温暖湿润期,气温较高,降水丰沛,石笋的氧碳同位素偏负,有机碳含量偏高;2)5600—4500 aBP为气候突变期,气候由温湿变为冷干,石笋氧碳同位素持续偏正,有机碳含量持续降低;3)4500—2100 aBP为冷干气候期,该期气候稳定,氧同位素和有机碳含量变化不大,均维持在较低水平。     

220 ka以来萨拉乌苏河流域地层磁化率与气候变化

 萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面磁化率变化结果表明:近220 ka来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同尺度的频繁变化,特别是寒冷气候阶段变化尤为频繁,其中倒数第二次冰期存在5个气候旋回,末次冰期存在10个气候旋回。这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的一致性。控制本区气候变化的主要因素是全球冰量变化及太阳辐射影响的东亚季风变化。     

40 kaBP来亚非季风演化趋势及青藏高原泛湖期

基于18个黄土/古土壤序列 (黄土高原与青藏高原) 与27个湖泊沉积序列 (青藏高原、新疆、云南与赤道非洲及其以北的非洲季风区) 对比分析了东亚季风区、印度季风区与非洲季风区40 ka以来的区域环境演变特征。结果显示：上述区域在对应岁差周期的高太阳辐射阶段,也就是40~24 kaBP与14~4 kaBP分别经历了一次环境湿润期,而在末次冰期最盛期,除中国云南、青藏高原及新疆部分地区外,其他地区则较为干燥。青藏高原及其北侧的新疆区,40~24 kaBP比14~4 kaBP气候更为湿润,湖泊呈现40 ka以来的最高最大湖面,高原进入一次泛湖期。而非洲区及黄土高原,则与此相反;14~4 kaBP气候比40~24 kaBP更为湿润、适宜,湖面更高,成壤作用更强。40~24 kaBP,印度季风强盛,加强了对高原的水汽与潜热输送,同时,由于北方冰盖的存在,西风气流则相对南移,增加了对高原的影响,两种气流交互作用引起的强降水,可能是造成湖泊显著扩张的主要原因。     

新疆西风区黄土与古土壤磁化率变化特点

在东部季风区的黄土研究中,磁化率是反映季风区气候变化的重要替代性指标之一,但关于中国西风区黄土磁化率的研究至今仍然为空白。通过对新疆典型的西风区——伊犁地区现代土壤和两个典型剖面黄土与古土壤序列磁化率研究发现,两个剖面黄土与古土壤磁化率特征存在差别。地处荒漠草原地带的则克台黄土剖面中马兰黄土的磁化率值略高于弱成壤层,末次间冰期古土壤层的上部磁化率也低于黄土,与东部季风区相比黄土磁化率偏高;而位于草原地带的库尔德能布拉克剖面黄土磁化率为低值,古土壤为高值,表现出与东部季风区类似的变化特点。两个黄土剖面所反映的磁化率的区域差异在一定程度上揭示了气候对磁化率变化的控制作用,但另一方面也反映了该区磁化率物理意义的复杂性。提出虽然在西风区黄土记录研究中不能简单套用东部季风区的方法,但磁化率和碳酸盐含量在西风区可指示湿度变化。     

萨拉乌苏河流域微量元素揭示的气候变化

根据毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面中更新世晚期以来风成砂与河湖相互为叠覆的沉积记录,利用SPSS软件对P、V、Cr等16种微量元素及Rb/Sr和Sr/Ba比值进行了聚类和相关分析。结果表明：除Sr、Ba、Rb/Sr和Sr/Ba之外的P、V、Cr等14中微量元素反映的气候变化规律较好,其含量的峰值段对应河湖相沉积,而谷值段对应风成砂沉积。根据微量元素含量变化特征及其与地层的对应关系,将萨拉乌苏河流域中更新世晚期以来的气候变化划分为5个阶段：223～196 ka BP,气候温暖湿润,相当于黄土高原S2古土壤发育期;196～148 ka BP,气候干冷,相当于黄土高原L2黄土发育期,属倒数第二次冰期;148～75 ka BP,气候温暖湿润,对应末次间冰期;75～10 ka BP,气候干冷,对应末次冰期;10 ka BP以来,气候以温湿为主。各个阶段还有气候冷暖干湿波动变化。通过与深海氧同位素阶段,冰芯记录变化对比,发现本区气候变化与全球变化具有较好的一致性。     

Winter and summer monsoonal evolution in Gonghe Basin, northeastern Qinghai-Tibetan Plateau since the Last Glacial Maximum

Geochemical and grain size analysis on the DQ (Dongqi) profile from Gonghe Basin, northeastern Qinghai-Tibetan Plateau, indicates that regional climate has experienced several cold-dry and warm-wet cycles since the last glacial maximum (LGM). The cold and dry climate dominated the region before 15.82 cal. ka B.P. due to stronger winter monsoon and weaker summer monsoon, but the climate was relatively cold and wetter prior to 21 cal. ka B.P.. In 15.82–9.5 cal. ka B.P., summer monsoon strength increased and winter monsoon tended to be weaker, implying an obvious warm climate. Specifically, the relatively cold and dry condition appeared in 14.7–13.7 cal. ka B.P. and 12.1–9.5 cal. ka B.P., respectively, while relatively warm and wet in 13.7–12.1 cal. ka B.P.. The winter and summer monsoonal strength presents frequent fluctuations in the Holocene and relatively warm and wet conditions emerged in 9.5–7.0 cal. ka B.P. due to stronger summer monsoon. From 7.0 to 5.1 cal. ka B.P., the cycle of cold-dry and warm-wet climate corresponds to frequent fluctuations of winter and summer monsoons. The climate becomes warm and wet in 5.1–2.7 cal. ka B.P., accompanying increased summer monsoon, but it tends to be cold and dry since 2.7 cal. ka B.P. due to enhanced winter monsoonal strength. In addition, the evolution of regional winter and summer monsoons is coincident with warm and cold records from the polar ice core. In other words, climatic change in the Gonghe Basin can be considered as a regional response to global climate change.     

黄土高原450kaBP前后荒漠草原大迁移研究

1IntroductionChinese loess has been studied by a lot of researchers and its important scientific significance is realized in restoring the Quaternary environment and correlating the climatic changes between oceans and continents (An etal., 1985; Kukla, 19…     

关于全球冷暖和亚,非夏季风区干湿变迁之联系的一个述评

基于近年来的多种资料分析结果，讨论了不同时间尺度上全球热状况这于中国东部和其它低纬亚非夏季风影响区干湿变迁的宏观控制作用。指出：在丰年以上时间尺度上，全球暖而夏季风强从而导致有关区域多雨偏湿，全球冷则夏季风区域多偏干；但较短时间尺度上的全球性冷暖波动往往不足以使各地的夏季风系统和干湿状况产生一致响应。     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地冬夏季风演化记录

对青藏高原东北部共和盆地冬其剖面的化学元素与粒度分析表明,末次盛冰期以来区域冬夏季风总体上呈现此消彼长的关系,气候出现多次冷干-暖湿旋回。15.82 ka BP之前冬季风最强,夏季风最弱,为末次盛冰期时的冷干气候,但21 ka BP之前气候可能寒冷偏湿。15.82~9.5 ka BP夏季风明显增强,冬季风衰弱,气候明显转暖,其中老仙女木时期（14.7~13.7 a BP）和新仙女木时期（12.1~9.5 ka BP）气候相对冷干,而B-A时期（13.7~12.1 ka BP）气候相对暖湿。全新世以来冬夏季风出现多次波动,9.5~7.0 ka BP夏季风相对较强,气候相对暖湿;7.0~5.1 ka BP冬夏季风强弱交替频繁,气候出现冷干-暖湿旋回;5.1~2.7 ka BP夏季风总体较强,气候温暖湿润;2.7 ka BP 之后冬季风明显增强,气候趋于冷干。此外,区域冬夏季风演变过程与极地冰芯记录的冷暖事件大体一致,可以认为共和盆地气候变化是全球气候变化的区域响应。     

中国中世纪气候异常期温度的多尺度变化特征及区域差异

中世纪气候异常期（MCA,约950-1250年）是地球气候变化史上距今最近的长达数百年的典型温暖气候阶段,因此常被作为研究温暖气候及其影响与适应问题的主要历史相似型而备受瞩目。综合利用近年所发表的长度超过千年的中国4个区域（东北、西北、东中、青藏高原）高分辨率气候变化重建结果,结合历史文献的冷暖记载,采用集合经验模态分解的方法,对MCA期间中国温度的年代—多年代—百年尺度波动特征及其区域差异进行了分析。结果显示：从全国总体看,尽管在12世纪中后期存在数十年的相对冷谷,但在百年尺度上,10-13世纪是过去2000年中持续时间最长的显著暖期,且这一温暖期的起讫时间和温暖程度存在区域差异。各个区域温度变化序列的集合经验模态分解表明：在准30年尺度上,950-1130年间中国区域的温度波动位相基本同步;但在其后的1130-1250年,各区温度波动幅度变小,也存在位相差异。在准百年尺度上,各个区域均自10世纪前期起显著转暖,在MCA期间总体温暖背景下,出现2次冷波动;但除西北与东中部在整个MCA期间的百年尺度温度变化基本同步外,东北和青藏高原地区在MCA期间与其他区域存在显著的波动位相差异,且其温暖气候结束时间也较西北与东中部早40~50年。在百年以上尺度的趋势变化上,东北部和东中部2个区域均显示MCA和其后出现的小冰期（LIA）2个阶段温度差别较显著,而西北、青藏高原2个区域则均显示MCA和LIA的阶段温度差别不大。综合各种尺度的波动特征显示：MCA温暖程度在东中部与20世纪相当,在东北部较20世纪略低,在西北和青藏高原则显著低于20世纪。