积雪变化导致格陵兰冰盖高度变化

地面冰盖对气候变化的反应可能会对未 来的海平面变化产生重大的影响.近年来格 陵兰南部的卫星调查显示,较大高度的冰盖 总体高度变化甚小,但空间变化很大.当然 仅仅依靠卫星数据难以测定是什么地球物理 过程引起了这种高度变化以及近年的变化速 率是否超过了正常变化速率.我们利用雪粒 密度增大的物理模型和根据高海拔12个冰 心再造的年雪堆积记录,获取了1978～1988 年格陵兰南部冰盖高度的变化. 地中海的干涸及其产生的后果 К.Н. Несис 很久以来就知道,地史最后阶段最具戏 剧性的事件之一就是大约在6Ma前的中新 世末期地中海的被隔离和完全干涸.据西西 里岛墨西拿城附近该时期著名的沉积剖面, 这个事件被称之为墨西拿盐量转变. 马建华摘译自 , 2000, Vol.406,No.24 周立君校     

基于GRACE数据的格陵兰冰盖质量变化研究

基于GRACE得到的时变地球重力场数据反演了格陵兰冰盖2002～2011年期间的质量变化。结果表明:格陵兰冰盖2002～2011年的年消融总量为188±10km3/a,2002年以来冰盖整体的消融速率呈现出增加趋势;冰盖的消融区域主要集中在冰盖的东南部和西北部;自2008年以来,冰盖东南部的消融速率虽然有所放缓,但消融速率仍然维持在55±7km3/a;冰盖西北部的消融速率仍在增加,2008年以后达到了48±6km3/a。     

部分南格陵兰冰盖的快速减薄

极地冰盖的质量平衡对全球海平面来说很重要,但是人们仍然不清楚格陵兰冰盖和南极冰盖规模是在增大还是在减小。通过比较几年期间飞机和卫星高度计的重复测量,得到了整个测量范围内体积变化的显示,可从中直接推断质量平衡。对南格陵兰的海洋卫星和地质卫星雷达高度计数...     

格陵兰南部冰盖的高程变化

格陵兰南部冰盖的高程变化ＣｕｒｔＨ．Ｄａｖｉｓ等了解极地冰盖现今的状况是确定其对海平面上升的作用和预测其对气候变化的响应的关键。数十个潮汐观测数据的近期估算表明在过去近一个世纪全球性海平面上升了１０～２０ｃｍ。然而,不能确定的是极地冰盖对当时海平面上...     

格陵兰冰芯记录揭示了古气候变化

最近,欧洲格陵兰冰芯计划(GRIP)和美国格陵兰冰盖项目Ⅱ(GISP2)的研究人员分别在格陵兰冰盖最深部钻取到两个冰芯。冰芯记录揭示,距今约12000～110000年的末次冰期出现过一次急剧的气温升高变化。但是仅持续了近10年。对GRIP冰芯的初步分析表明,末     

南海南部中上新世以来沉积有机碳与古生产力变化

对南海南部ODP1143站上部150m的1005个沉积物样品进行了有机碳分析,求取中上新世3．5Ma以来表层生产力长期的演化趋势和短期的变化规律。有机碳含量、有机碳堆积速率和输出生产力在2．85～1．58Ma和0．9～0Ma两个时期呈现相对高值,反映具较高的古生产力,推测分别与上新世晚期北极冰盖形成和“中更新世革命”之后北极冰盖扩大事件密切相关。与有孔虫δ^18O记录对比,有机碳含量、有机碳堆积速率和输出生产力都显示在冰期增加,间冰期降低,反映了冰期具较高的表层生产力。冰期时较高的沉积物堆积速率和C／N比值反映低海平面时期陆源营养物质供应增加,是造成冰期表层生产力高的重要原因。同时推测冰期时低氧含量的底层水有利于有机物质的保存。频谱分析揭示,中上新世以来有机碳含量变化复杂,说明其变化除主要受到地球轨道周期变化的驱动外,还受到陆源物输入等其他因素的影响;而有机碳堆积速率和输出生产力主要受地球轨道周期变化的驱动。     

冰盖、风和海洋变化

1992年，Bond等人报道，在沉积物岩心中发现的令人困惑的碎屑碳酸盐层是冰山群从Laurenfide冰盖向北大西洋移动时造成的．在这方面有很多新材料．1992年9月，一个格陵兰钻探小组首次证实了8000—40000a前冰盖处有多次以突然温度变化5-10℃的特征．1993年2月，     

基于GRACE卫星重力数据估计格陵兰岛冰盖质量变化

重力场恢复与气候试验（GRACE）卫星为高分辨率地监测全球冰川质量变化提供了一种新的手段。本文利用2003年1月至2014年12月Level-2 RL05的GRACE产品，进行去相关误差滤波、高斯滤波和海洋-陆地信号泄漏改正后，得到了格陵兰岛冰盖质量变化的时间序列，分析了格陵兰岛冰盖质量变化的长期趋势项，并与ICESat的结果进行了比较验证。研究表明，在2003年1月至2014年12月之间，格陵兰岛冰盖质量减小速率约为（-260±43）Gt/a，对全球海平面的贡献约为（0.72±0.12）mm/a，对同时期海平面上升的贡献占25.8%，并且格陵兰岛冰盖消融有着很强的区域差异性，冰盖消融的区域主要集中在边缘区域，中部内陆地区的冰盖质量则有增加的趋势。并进一步和ICESat的结果进行了比较分析，ICESat的结果显示格陵兰岛冰盖质量减小速率约为（-174±43）~（-184.8±28.2）Gt/a，而GRACE的结果则为（-209.4±26.3）Gt/a，有着较好的一致性，并且区域分布特征也符合较好。     

从格陵兰东南部雷克雅内斯海岭的沉积物推测10～70ka前北大西洋冰盖波动

从格陵兰东南部雷克雅内斯海岭的沉积物推测１０～７０ｋａ前北大西洋冰盖波动ＫｌａｓＳ．Ｌａｃｋｓｃｈｅｗｉｔｚ等雷克雅内斯海岭的海洋记录表明了冰盖的变化及气候突变。记录之一的冰携碎屑物（ＩＲＤ）作为冰山流量的代替物也许可表示冰盖波动。ＩＲＤ记录表明６８...     

21世纪格陵兰冰川融化速率对海平面变化的影响

本文利用大洋环流模式POP研究RCP4.5情景下21世纪格陵兰冰川不同的融化速率对全球及区域海平面变化的影响。结果显示:当格陵兰冰川的融化速率以每年1%增加时,全球大部分海域的动力和比容海平面变化基本不变,主要是由于格陵兰冰川在低速融化时并不会导致大西洋经向翻转流减弱。当格陵兰冰川的融化速率以每年3%和每年7%增加时,动力海平面在北大西洋副极地、大西洋热带、南大西洋副热带和北冰洋海域呈现出显著的上升趋势,这是因为格陵兰冰川快速融化导致大量的淡水输入附近海域,造成该上层海洋层化加强和深对流减弱,导致大西洋经向翻转流显著减弱;与此同时,热比容海平面在北冰洋、格陵兰岛南部海域和大西洋副热带海域显著下降,而在热带大西洋和湾流海域明显上升;此时盐比容海平面的变化与热比容海平面是反相的,这是由于大量的低温低盐水的输入,造成北大西洋副极地海域变冷变淡、大西洋经向翻转流和热盐环流显著减弱,引起了太平洋向北冰洋的热通量和淡水通量减少,导致了北冰洋海水变冷变淡,同时热带大西洋滞留了更多的高温高盐水,随着湾流被带到北大西洋,北大西洋副极地海域低温低盐的海水,被风生环流输运到副热带海域。     

极区海洋对全球气候变化的快速响应和反馈作用

分析了全球气候变化与极区海洋的相互作用;集成极区快速变暖促使极区海洋出现快速变化的各种现象,如海冰快速变薄和退缩,格陵兰冰盖严重融化,北冰洋和南大洋碳池的固碳能力下降以及极地海洋酸化等.研究提出:北冰洋夏季海冰覆盖面积快速退缩,海冰覆盖面积在2012年8月26日呈现了记录以来的最低值,有模型预测到2035年北冰洋夏季将会见不到海冰.格陵兰冰盖的消融对全球海平面的上升和大洋环流均会产生影响,格陵兰冰盖全部融化将会使全球海平面上升7 m.通过近10 a的观测发现极地海域对大气二氧化碳的吸收能力不升反降,海水对大气二氧化碳的吸收趋向饱和,南大洋和西北冰洋碳吸收能力变弱.有模式预测,到21世纪末,北冰洋表层海水pH值将会降低0.23～0.45,成为全球海洋酸化最严重的海区,而南大洋的表层海水二氧化碳浓度在21世纪下半叶或将超过600μatm的水平,极地海洋酸化对海洋食物链和生态系统的影响可能成为不可逆转的损害.这些极区海洋的快速变化将对全球气候变化产生反馈作用.     

21世纪格陵兰冰川不同的融化季节对海平面变化的影响

利用三维海洋环流模式(parallel ocean program,POP),探讨典型浓度路径(representative concentration pathway,RCP)情景下21世纪格陵兰冰川不同的融化季节对海平面变化的影响。结果表明:在RCP4.5情景下,当格陵兰冰川以7%×a~(-1)的加速度快速融化时,相比于只在夏半年融化,全年融化会导致动力海平面在北冰洋、北大西洋副极地海域加速上升,而在欧洲西北部和北大西洋副热带海域加速下降;比容海平面在北美沿岸加速上升,热带大西洋和南大西洋副热带海域也有所上升,北冰洋、欧洲西北部和北大西洋副热带则显著下降。格陵兰冰川不同的融化季节对海平面变化影响的不同,主要是由于相比于只在夏半年融化,格陵兰冰川全年融化会造成大量较冷较淡的融冰水被滞留在格陵兰岛南部海域,在冬半年,会导致上层海洋层化加强和大西洋经向翻转流进一步减弱,一方面造成大量海水在北大西洋副极地海域堆积;另一方面导致向北的热盐输运减弱,从而造成了北冰洋、北大西洋副极地和副热带海域东部的热比容海平面显著下降和盐比容海平面加速上升。     

海平面上升速率超过预期

2007年，联合国政府间气候变化小组（IPCC）曾预测：到2100年，全球海平面将上升18—59厘米。但是，最近在全球气候变化大会上，有专家称海平面的实际上升速率已经超过了IPCC的预测。澳大利亚天气与气候研究中心的专家表示，格陵兰岛与南极的海冰融化速度相当快。有数据显示，从1993年起，这两处的海平面每年上升3毫米。与南极相比，格陵兰冰盖相对较小，因此更易受到气候变化的干扰。如果格陵兰冰盖全部融化，全球海平面将平均升高6米。专家表示，按照目前的融化速度，到2100年，全球海平面很可能将上升1米，     

RCP4.5情景下预测21世纪南海海平面变化

结合卫星高度计资料和SODA温盐数据,本文利用CCSM(Community Climate System Model version4)气候系统模式在代表性浓度路径RCP4.5情景下对全球海平面变化趋势的预测模拟结果作为强迫场,用POP模式模拟预测21世纪南海海平面长期趋势变化及空间分布。模拟结果显示,在RCP4.5情景下,南海海域在21世纪末10年平均海平面相对于20世纪末10年上升了15~39cm,明显上升海域位于中南半岛东部的南海中部、南部海域和吕宋海峡东西两侧海域,上升值最大可达39cm。如果加上格陵兰和南极等陆地冰川融化的影响,21世纪南海总海平面上升值将可能达到35~75cm。南海比容海平面明显上升区域位于吕宋岛东面的深水海域,广东沿岸流和吕宋冷涡之间海域,以及中南半岛东南部海域。总比容海平面的变化主要来自热比容,盐比容贡献比较小。南海南部和西部比容海平面上升速率较低,如加里曼丹岛西北侧、泰国湾和海南岛西侧有下降趋势。     

基于T/P卫星海面测高的黄东海海面地形变化探讨

利用Topex/Posedion卫星的SSHA数据对黄、东海1993-2001年期间的平均海面地形的空间形态特征、变化速率的空间分布特征及年内变化特征等3个方面进行了分析.研究结果表明,该海区9a平均海面地形的基本特征为：东南高、西北低,由东南向西北倾斜,最大高差超过90 cm;1993-2001年期间全海区均呈现海面上升趋势,上升速率值在5～8.6 mm/a之间,海面上升的空间分异表现为南快北慢,东快西慢.海面地形的年内变化在时间上呈正弦波动,空间上中、北部区域变化速度快,年较差大;南部区域变化速度慢,年较差小;变化空间特征复杂.     

东中国海海平面高度的时空变化特征

基于AVISO卫星高度计数据,采用小波分析和EOF分析方法,对1993—2015年东中国海海平面高度的时空变化进行分析,结合海水温度比容效应和ENSO过程探讨了海平面高度变化成因。东中国海海平面高度具有明显的季节变化,冬春季较低,夏秋季较高,且SSH极值滞后海水温度极值月份一个月出现。东中国海海平面高度整体为北低南高,由于海区水深和水文动力过程的影响,不同季节SSH空间分布区域性强。在23年间,海平面高度平均线性上升速率为2.82mm/a,具有1a、2.2a的特征变化周期。EOF分析三个主要模态依次反映了海水温度比容效应的季节变化、水动力过程的季节变化和ENSO事件的年际变化对东中国海海平面高度的影响。     

联合卫星测高和卫星重力数据研究热容海平面变化

首先用卫星测高资料计算了1993～2009年6月的全球平均海平面变化。用GRACE(gravity recovery andclimate experiment)时变重力场系数反演了2003～2009年6月全球平均海水质量变化。联合GRACE和卫星测高资料计算了2003～2009年6月的热容海平面变化,该变化呈上升趋势。用日本气象局Ishii等提供的海温数据计算了1993～2006年的海水引起的平均热膨胀海平面变化,1993～2003年间,全球海洋热膨胀引起的热容海平面呈上升趋势,约占同期平均海平面变化的一半。利用ARGO温盐数据计算了2004～2009年6月平均热容海平面变化,也呈上升态势,只是变化速率有所减慢。     

10ka前格陵兰和埃尔斯米尔冰盖后退导致内尔斯海峡打开

加拿大／格陵兰高纬度北极地区北缘冰川范围在３０ｋａ前是不确定的。关于格陵兰和埃尔斯米尔岛冰盖连接封闭了内尔斯海峡,以及象现今一样,冰盖限制在这两个岛,海峡呈开放状态等问题在地质界存在着争论。辨别这两种可能性对于了解北冰洋和大西洋环流运动,推算冰川体积...     

格陵兰冰盖“记录仪”

在格陵兰冰盖的南部,1989年打钻获取205米冰心样,冰心清楚地记录了过去450年大气环境的变化。根据氧同位素比率的季节变化、主要的火山爆发事件、60年代的氢弹试验表示的氚的剖面决定冰心的年代。通过冰心融解取样的化学成分、固体微粒子浓度、氧同位素比率、PH 值、电导等和气泡中甲烷浓度的详细分析,明白了过去的气候和环境的变化。由同位素比率得出从18世纪末到19世纪初的温暖期、19世纪中期的寒冷期和以后的温暖化的气温变化。PH 值是降水酸性的指标,1783年冰岛的拉基火山和1815年印度尼西亚的坦波拉火山等     

印尼贯穿流出流海域海表高度时空变化

采用经验正交分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)分析方法对印尼贯穿流出流海域卫星测高海面高度异常资料进行了分析,分析结果显示研究海域海面高度异常存在多时间尺度变化特征。1993—2013年期间,研究海域海面高度异常场存在明显的升高趋势,其升高速率为0.6 cm/a;研究海域海面高度异常存在显著的年际变化,其与Niño3.4指数的相关系数超前滞后相关最大可达0.65,且厄尔尼诺年偏高,拉尼娜年偏低;海面高度异常年周期变化显著海域主要受印尼贯穿流、印度洋南赤道流和Eastern Gyral Current(EGC)季节变化的影响,半年周期变化则对应于爪哇沿岸流与南赤道流共同作用下形成的涡旋的半年周期变化;另外,研究海域海面高度异常还存在显著的季节内变化特征。