末次间冰期以来中国西北部沙漠边缘区夏季风变化初步研究

通过对祁连山东段沙沟河黄土剖面CaCO₃含量、色度代用指标的综合分析,结合¹⁴C和热释光测年结果,揭示出了沙漠边缘区夏季风在末次间冰期(S₁)表现出5次增强时期。从指标曲线上能够反映出千年尺度的气侯变化,与GRIP孔的气候记录有很好的耦合性。这种气候不稳定性可能受控于高纬冰盖的变化,体现出全球气候性特点。在末次冰期,夏季风的反映就弱得多,气候长期表现为干冷,可能由于青藏高原的抬升,以及靠近沙漠边缘区,使夏季风在冰期难以到达,表现出区域性气候特点。     

欧亚大陆中北部末次盛冰期以来的湖泊水位变化及其古气候指示意义

湖泊水位高低通常能有效地指示湖盆内湿润条件的变化,进而反映区域有效降水（降水—蒸发）变化,成为重建第四纪古气候演变的重要指标之一。通过对苏联和蒙古国古湖泊数据库以及中国晚第四纪古湖泊数据库中149个湖泊水位变化资料的梳理总结,探讨了末次盛冰期（18 cal. ka BP）以来该地区干湿变化规律及区域分异。根据研究区气候特征、地理位置及已有研究成果将其分为东欧湖泊区、中东亚干旱区和中国北方季风区三大湖区。根据不同水位记录在整个湖泊历史中出现的频率,采用3级重新分类区分出高、中、低3级水量,并把每个湖泊数字化的3级古水量表示成与现代的差值,得到每个湖泊样点每千年时间间隔内相对现代的5级水量变化（很湿润、湿润、无变化、干旱和很干旱）。结果表明,三大湖区末次盛冰期以来可能经历了不同的干湿变化过程：东欧地区湖泊水量记录在晚冰期之前较少,至全新世逐渐增多,且基本表现为早全新世干旱、中晚全新世相对湿润的状况。中东亚干旱区整体呈现出末次盛冰期至中全新世均较湿润而晚全新世干旱的气候状况,但区域内部不同湖泊在起讫时间和强度上存在显著差异。中国北方季风区的湿润期主要发生在早中全新世,但是不同湖泊有所不同。对比分析显示,早全新世时东欧地区东部气候随着斯堪的那维亚冰流的逐渐消退而逐渐变湿润,中全新世由于夏季北欧反气旋东翼的气旋气流增强而达到最湿润状态,西部地区早全新世由于强劲的西伯利亚热高压存在而整体偏干旱,中全新世由于夏季亚洲季风的渗透而转为湿润。中东亚干旱区冰期内的湿润条件可能主要与西风带降水及低温低蒸发有关,而全新世则可能主要与夏季风深入内陆导致降水增加有关。中国北方季风区全新世湿度变化可能主要受东亚季风控制。     

论我国西北干旱气候的成因

我国西北地区干旱气候历史悠久,其发展过程可分为三个阶段。不同阶段干旱气候的成因和特征是不同的;白垩纪—早第三纪本区因位于当时行星风系的副热带高压带而为干热气候;晚第三纪全球气候开始变冷,海陆热力差异加大,仅在沿海地区出现古季风环流,西北地区虽受西风气流影响,但因距大西洋较远,气候干暖;第四纪全球气温进一步下降,亚洲大陆平均高度,尤其是青藏高原强烈上升,高原对大气层的热力和动力作用,激发了现代亚洲季风环流,而西北地区因西边山地的上升而位于西风气流的雨影区,气候干温(现代和间冰期)或干冷(冰期)。     

晚更新世以来巴丹吉林南缘地区沙漠演化

巴丹吉林沙漠南缘地区含风成砂地层广泛分布。由于受东亚夏季风降水尾闾摆动的影响，本区沙漠在晚更新世以来的演化中表现出微弱的波动性质。全球冰期气候波动主宰着本区沙漠的演化方向；青藏高原的隆起使该区变得更加干旱。     

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。     

3 万年来亚洲降水与大气环流变化重建和模拟综述

区域性的湖泊水位能反映有效降水及气候变化,已成为重建第四纪降水和水量平衡最重要的指标。亚洲分布着几乎全球各种成因类型的湖泊,第四纪湖泊演化在全球第四纪研究中占有重要地位。多年来通过对地貌学、沉积学、生物地球化学和考古学的研究重建了各个区域的湖泊水位变化,并据此建立了湖泊演变数据库,作为研究第四纪亚洲区域气候变化的重要基础。本文介绍湖泊水位气候理论的发展历程,回顾晚第四纪亚洲湖泊水位研究的历史;分析晚第四纪亚洲从西到东不同区域湖泊水位变化历史和地域特征,并根据晚第四纪冰期和间冰期的两个特征期湖泊空间变化特征,从古气候模拟的角度探讨了气候驱动机制下湖泊水位变化的成因。     

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。     

热带第四纪气候变化研究进展

南美洲、非洲、亚洲以及澳洲、太平洋地区近百个实例表明，全球热带第四纪气候的波动不明显，例如晚更新世MlSS5～MISS2期间的D／0暖波动和Hi冷波动、末次冰期盛期、新仙女木冷回返都很少见报道。但是，相对而言，冷波动比暖波动较易识别，末次冰期有较多实例，新冰期I、Ⅱ、Ⅲ也有表现，而末次间冰期及全新世大暖期则不易识别。温度与湿度变化的时空配合有一定的规律性。末次冰期之前，环境普遍趋湿。末次冰期之后，干湿的地域差异较大。全新世回暖，但是，干湿的地域分布与此前相反。气候变化的地域差异与气候的地带性有关。南美洲的暖波动主要出现在北部。非洲中部赤道多雨带的气候相对稳定。亚洲南部的印度干湿变化明显。东南亚诸岛冷期趋湿。     

220ka BP来大同盆地常量元素记录的气候变化

大同盆地第四纪以来发育了厚层的河湖相,上覆马兰黄土或全新统,蕴含着丰富的过去气候变化信息。以地层测年数据建立年代框架,结合地层磁化率、粒度测试资料,主要以常量化学元素为气候代用指标,对气候变化进行分析。结果表明:(1)地层沉积物中常量化学元素含量的平均值SiO_2>Al_2O_3>CaO>Na_2O>Fe_2O_3>K_2O>MgO,沉积相不同元素含量存在明显差异,反映出元素聚集时气候环境存在差异。(2)220ka BP以来大同盆地气候变化经历了中更新世220~199ka BP暖湿期、中更新世199~138ka BP干燥寒冷期、末次间冰期138~71ka BP温暖湿润期、末次冰期71~11ka BP寒冷干燥期、全新世11ka BP至今的暖湿冷干交替频繁波动期,在每个时段仍存在次一级的气候波动。(3)这种气候变化过程与纬度位置大体相近的中国北方萨拉乌苏河流域、内蒙古岱海地区有着相似的气候变化过程,反映出本区气候变化是全球气候变化所导致的东亚冬夏季风势力互为消长的区域响应。     

河西走廊盐池晚冰期以来沉积地层变化综合分析——来自夏季风西北缘一个关键位置的古气候证据

盐池位于祁连山北麓的河西走廊中段,是研究长时间尺度亚洲夏季风影响区北部边界变化的关键区域。现代气候学证据显示,亚洲夏季风的水汽输送限于祁连山东部地区,但是在全新世长尺度气候变化的背景下,夏季风西北边界是否会南北向移动是一个关键的科学问题。本研究对盐池古湖泊沉积物进行了孢粉浓缩物AMS14C测年,并分析了岩性、粒度、矿物及地球化学等指标。年代结果显示剖面下部湖相沉积层主要形成于晚冰期和早全新世期间,配合指标研究,该时期盐池沉积物体现了湖泊扩张的特征;剖面中部湖相沉积层主要形成于早、中全新世过渡时期,该段年代序列混乱,且普遍偏老,与之对应的指标结果显示湖泊开始退缩。湖泊退缩过程中,湖泊边缘附近水动力作用较强,导致再搬运及再沉积作用明显,从而使得年代结果较老且混乱。中全新世以来盐池古湖泊退缩明显,沉积速率较低,以泥沼相沉积为主。盐池晚冰期以来湖泊演化过程与青藏高原区和典型季风区的古气候记录具有一致性,整体表现为晚冰期及早全新世湖泊扩张,中、晚全新世期间湖泊退缩明显,这种变化模式与西风区湖泊演化存在差异,显示了千年尺度亚洲夏季风对该区域的影响,证明了夏季风北部边界摆动的事实。     

云南点苍山全新世以来的冰川湖泊沉积

根据对点苍山冰川湖泊沉积的粒度、磁化率、元素地球化学以及孢粉等环境指标的综合分析,结合冰川地貌特征,以点、面两方面资料结合的方式综合分析,试图建立该地全新世以来的气候变化系列,共划分为6个气候阶段,以冷湿与暖干的组合为其特征。与其他西南季风区的环境变迁对比表明,点苍山受西南季风影响加强的时间晚于阿拉伯海而早于青藏高原,可以认为是联系以上两者的纽带。当西南季风在青藏高原逐步强盛以后,因地形作用致使本区湿度有所降低     

中国内陆区湖泊沉积所反映的全新世干湿变化

湖泊沉积记录的环境演变是全球变化的重要研究领域之一,通过对中国内陆区中30 个湖泊研究成果的总结和梳理,探讨了全新世以来该地区干湿变化的规律和区域分异。通过降水量结合传统分区方法将中国内陆区分为西北干旱区、东亚季风边缘区和青藏高原区。对每个湖泊样点以500 年为时间间隔,以孢粉为主要干湿指标,综合氧同位素、有机质及碳酸盐等,将湖泊干湿状况划分3 个干湿等级（干旱,半湿润,湿润）,建立区域干湿指数。结果表明,中国内陆不同区域全新世可能经历了不同的干湿变化过程：①西北干旱区基本上是早中全新世干旱,中晚全新世相对湿润,但区域差异明显;②东亚季风边缘区早全新世早期干旱,早全新世晚期和中全新世相对湿润,晚全新世干旱;③青藏高原区的湿润时期主要发生在早中全新世,但是不同地区有所不同。对比分析显示：西北干旱区的干湿变化可能受西风环流控制,但在时间和强度上区域内部差异较明显;东亚季风边缘区可能主要受东亚季风控制;青藏高原地区早中全新世的湿润可能与印度季风的增强相关。     

Abrupt deglaciation on the northeastern Tibetan Plateau: evidence from Lake Qinghai

We inferred the climate history for Central Asia over the past 20,000 years, using sediments from core QH07, taken in the southeastern basin of Lake Qinghai, which lies at the northeastern margin of the Tibetan Plateau. Results from multiple environmental indicators are internally consistent and yield a clear late Pleistocene and Holocene climate record. Carbonate content and total organic carbon (TOC) in Lake Qinghai sediments are interpreted as indicators of the strength of the Asian summer monsoon. Warm and wet intervals, associated with increased monsoon strength, are indicated by increased carbonate and TOC content. During the glacial period (~20,000 to ~14,600 cal year BP), summer monsoon intensity remained low and relatively constant at Lake Qinghai, suggesting cool, dry, and relatively stable climate conditions. The inferred stable, cold, arid environment of the glacial maximum seems to persist through the Younger Dryas time period, and little or no evidence of a warm interval correlative with the Bølling–Allerød is found in the QH07 record. The transition between the late Pleistocene and the Holocene, about 11,500 cal year BP, was abrupt, more so than indicated by speleothems in eastern China. The Holocene (~11,500 cal year BP to present) was a time of enhanced summer monsoon strength and greater variability, indicating relatively wetter but more unstable climatic conditions than those of the late Pleistocene. The warmest, wettest part of the Holocene, marked by increased organic matter and carbonate contents, occurred from ~11,500 to ~9,000 cal year BP, consistent with maximum summer insolation contrast between 30°N and 15°N. A gradual reduction in precipitation (weakened summer monsoon) is inferred from decreased carbonate content through the course of the Holocene. We propose that changes in the contrast of summer insolation between 30°N and 15°N are the primary control on the Asian monsoon system over glacial/interglacial time scales. Secondary influences may include regional and global albedo changes attributable to ice-cover and vegetation shifts and sea level changes (distance from moisture source in Pacific Ocean). The abruptness of the change at the beginning of the Holocene, combined with an increase in variability, suggest a threshold for the arrival of monsoonal rainfall at the northeastern edge of the Tibetan Plateau.     

云南千湖山第四纪冰川发育特点与环境变化

千湖山(4249 m) 是横断山脉中段保存确切第四纪冰川遗迹的山地,受西南季风影响强烈。对于研究青藏高原边缘山地冰川发育与气候和构造之间的耦合关系具有十分重要的科学意义。在千湖山海拔3500 m以上保存着古冰川侵蚀与堆积地貌,冰川发育依托海拔4000~4200 m的夷平面及其支谷地形。冰川形态类型为小型的冰帽以及由冰帽边缘溢流进入山谷的山谷冰川。应用相对地貌法,光释光(OSL) 年代测试,本文确定千湖山地区的冰进系列:末次冰盛期(LGM,22.2±1.9 ka BP)、末次冰期中期(MIS3b,37.3±3.7 ka BP、45.6±4.3 ka BP45.6±4.3 ka BP)、末次冰期早期(MIS4)。千湖山冰川前进规模是MIS3b 阶段大于末次冰盛期,主要原因是末次冰期中期(MIS3b) 时本区气候相对湿润,而在末次冰盛期(MIS2) 时气候条件比较干燥。在总体相似的气候背景下,与横断山其它存在多期次冰川作用的山地相比,千湖山只发育末次冰期的冰川作用,其差异性说明该地区冰川发育主要受山体构造抬升控制。     

西南季风对中国自然环境影响的区域变化研究

西南季风作为亚洲季风重要组成部分，对中国自然环境也有较大影响。西南季风建立以后，因青藏高原高度不足以阻止西南季风这一深厚的大气环流系统，加之西南季风厚度随着山地尤其是横断山脉的上升而不断增厚、增强。南支西风急流的气旋性质对西南季风深入有引导作用，西南季风较东南季风活动性强，影响区域范围大，影响到太行山以西中国大部分地区。中更新世时，青藏高原隆升至海拔平均约3000m的高度，同时期也出现了第四纪最大冰期与最大温暖期，高原热力和动力作用得到了进一步加强，西南季风厚度加大，西南季风对中国自然地理环境深化起到重要作用。晚更新世以来青藏高原隆升至现今的平均约4500-5000m的高度，特别是喜马拉雅山脉的隆起，足以阻挡大部分西南季风进入西藏高原和中国内陆地区，西南季风影响范围退缩到长江上游以南的西南地区局部和青藏高原东部地区。     

青藏高原湖泊沉积研究及其进展

青藏高原湖泊沉积研究主要围绕青藏高原隆升和全球变化响应开展的。研究揭示了青藏高原隆升具有整体性、阶段性和后期加速性。中晚更新世以来和末次间冰期-冰期气候演化过程得到重建,并能够与冰芯和深海氧同位素记录对比;同时也存在M IS3阶段强烈暖湿和末次冰盛期冷湿等区域特征;新仙女木事件在湖泊沉积物也有明显记录。全新世研究表明青藏高原早期暖湿并经历冷事件,大暖期普遍出现高水位,后期气候向干冷化方向发展。湖泊沉积环境定量化重建也得到研究。青藏高原湖泊沉积应在高分辨率纹层沉积和环境指标定量分析基础理论方面加强研究。     

A MIS 3 charcoal and pollen record and quantitative precipitation inferences from the Jingerwa section of the Nihewan Basin,north-central China

Pollen and charcoal data from the Jingerwa section of the Nihewan Basin, north-central China, were used to reconstruct vegetation and climate changes during Marine Isotope Stage (MIS) 3. Mean annual precipitation changes were quantified by applying pollen-climate transfer functions. Sparse vegetation cover dominated by herbs indicates relatively dry climate between 51 and 43 cal ka BP. Between 43 and 35 cal ka BP, a Pinus-dominated forest reached its maximum extent, implying that climate was wetter than today. Severe fire episodes during that period suggest warm temperatures. Between 35 and 32 cal ka BP, forest retreat and the expansion of dryland vegetation are indicative of drier climates. Slightly wetter conditions prevailed between 32 and 29 cal ka BP, as indicated by the expansion of ferns. Our results suggest that the climate conditions in the Nihewan Basin during middle and late MIS 3 were probably wetter than today. This may have been caused by intensification of Asian monsoon circulation in response to greater insolation in June at 30°N. However, increases in summer temperatures and evaporation, triggered by peak summer insolation levels, may have led to a reduction in humidity around 35 cal ka BP.