末次冰消期以来赛里木湖沉积记录的气候突变

末次冰消期以来的气候突变事件的时空变化特征及其区域响应是古气候环境变化研究的重要内容,然而亚洲中部干旱区末次冰消期以来的气候突变记录较少,尤其缺少末次冰消期期间快速转暖过程的区域响应.本研究通过对位于亚洲中部干旱区的新疆西天山中部亚高山湖泊赛里木湖湖心采得的长300 cm的SLM2009钻孔沉积物的碳酸盐含量和粒度变化特征的分析,在 14 个 AMS 14C测年数据的基础上,探讨了末次冰消期约23. 4 cal. ka B. P.以来亚洲中部干旱区的气候突变事件记录及其区域响应过程.结果表明:赛里木湖湖心钻孔沉积物完整记录了 H1 ( 17. 5 ~ 15. 2 cal. ka B. P.)、 YD ( 12. 6 ~ 11. 7 cal. ka B. P.)冷事件以及 B-A ( 15. 2 ~12. 9 cal. ka B. P.)暖事件等末次冰消期气候突变事件以及全新世以来的10. 5 ka、 8. 2 ka、 5. 5 ka、 4. 2 ka、 2. 8 ka和小冰期冷事件,这与亚洲中部干旱区已有的气候突变事件记录相吻合,表明末次冰消期以来亚洲中部干旱区具有相似的气候突变演化模式.同时这些气候突变事件与高纬冰芯以及低纬石笋氧同位素记录的一致性则表明气候突变具有全球性影响,受相同的成因机制因素控制.     

末次冰消期滇西地区气候突变事件:湖泊孢粉记录

在末次冰消期总体持续增温的过程中,全球气候经历了一系列以"快速增温/降温"为主要特征的千-数十年尺度的突变事件.由于这些气候突变事件具有明显的高频特性,需要在全球范围不同地区开展更多高分辨率的古气候研究,用于进行突变事件的对比和机制的探讨.本研究对比滇西南腾冲青海湖、滇西北泸沽湖和高山湖泊天才湖约2万以来的孢粉、炭屑记录,揭示了中国滇西地区末次冰消期的植被演替与气候变化历史,探讨了末次冰消期存在的气候突变事件.结果表明,滇西地区末次冰消期开始转暖发生在约19 ka(1 ka=1000 cal. a B. P.);冰消期开始以后,滇西地区气候普遍依次在 17. 5±0. 5~15. 2±0. 1 ka期间、 15. 2±0. 1~14. 3±0. 1 ka期间、 14. 3± 0. 1~12. 9±0. 1 ka期间和12. 9±0. 1~11. 7±0. 2 ka期间存在冷干-逐渐变暖变湿-明显更暖湿-温度湿度略有下降等这几个突变事件,它们在时间上分别对应于H1冷事件、波令前增暖期、 B/A暖期和YD冷事件;滇西地区比较一致地在 11. 7±0. 2 ka进入全新世.除此之外,滇西北地区在约17. 7~17. 0 ka期间可能还存在一次短暂的较明显的暖湿期.对末次冰消期气候变化机制的探讨认为,末次冰消期开始转暖及以后逐渐增温的趋势主要受夏季太阳辐射量从约20 ka逐渐增加,到11 ka左右达到峰值的控制;而末次冰消期发生的气候突变事件如H1冷事件、波令前增暖期、 B/A暖期和YD冷事件主要是受大西洋温盐环流的影响,同时温室气体浓度的变化也起了重要的调制作用.     

中国泥炭记录末次冰消期以来古气候研究进展

泥炭记录的环境演变是过去全球变化（PAGES）研究的重要领域之一,分析了中国泥炭记录的古气候演化研究的区域范围,当前主要以东北哈尼、青藏高原的红原、神农架大九湖以及华南定南大湖四个位于东部季风区的研究工作最为集中。泥炭沉积高分辨率综合信息揭示了末次冰消期以来中国气候变化的时空特征：冷暖干湿变化既有一致性又表现出区域差异,末次冰消期东北地区、东部山地、华南地区都表现出冷偏湿的气候特点,而青藏高原却为冷偏干或凉偏干;Younger Dryas（YD）事件之后,全新世早期和中期青藏高原、东部山地、华南地区气候总体以温湿为主要特征,而东北地区有效降水减少,到全新世晚期,呈现出干旱的变化趋势。并对B~A事件,YD事件,8.2 ka 以及4.2 ka等重大气候突变事件研究工作进行了综述。最后指出今后应拓展与重建更多区域古气候环境变化序列的对比,加强泥炭沉积及环境指标的基础理论,重视和提高大气沉降泥炭档案以及气候变化背景下泥炭地碳循环机制等研究工作。     

Advances in Palaeoclimatic Research Recorded by Peat in China since the Last Deglaciation

泥炭记录的环境演变是过去全球变化（PAGES）研究的重要领域之一,分析了中国泥炭记录的古气候演化研究的区域范围,当前主要以东北哈尼、青藏高原的红原、神农架大九湖以及华南定南大湖四个位于东部季风区的研究工作最为集中。泥炭沉积高分辨率综合信息揭示了末次冰消期以来中国气候变化的时空特征：冷暖干湿变化既有一致性又表现出区域差异,末次冰消期东北地区、东部山地、华南地区都表现出冷偏湿的气候特点,而青藏高原却为冷偏干或凉偏干;Younger Dr-yas（YD）事件之后,全新世早期和中期青藏高原、东部山地、华南地区气候总体以温湿为主要特征,而东北地区有效降水减少,到全新世晚期,呈现出干旱的变化趋势。并对B～A事件,YD事件,8.2ka以及4.2 ka等重大气候突变事件研究工作进行了综述。最后指出今后应拓展与重建更多区域古气候环境变化序列的对比,加强泥炭沉积及环境指标的基础理论,重视和提高大气沉降泥炭档案以及气候变化背景下泥炭地碳循环机制等研究工作。     

若尔盖风成砂-古土壤序列的古气候与古环境记录研究

通过对若尔盖盆地中部辖曼地区风成砂-古土壤沉积序列的粒度分析、孢粉鉴定、磁化率测定以及AMS 14C年代测定,探讨了该地区末次冰消期以来古气候与古环境的演化过程。研究结果表明,若尔盖地区的土地沙化现象至少在距今16 ka余年的末次冰消期就已经出现。地层结构、粒度、磁化率皆指示该区古气候在末次冰消期以来经历了多次冷暖交替变化,沙地也经历了多次的固定与活化过程,其中16130~6460 aB.P.、3445 aB.P.前后以及700 aB.P.前后气候较为温暖湿润,在8170~6460 aB.P.期间有一次极暖事件。自11.3 kaB.P.开始,古土壤中的喜暖型乔木花粉含量明显降低,草本植物、尤其是狐尾藻属和莎草科等沼泽植物孢粉含量明显增多,指示该区古环境发生明显变化,开始发育沼泽泥炭。      

末次冰消期冲绳海槽中部表层和温跃层海水温度演化的脱耦现象

解读末次冰消期全球水文气候演变过程对于理解气候系统对内外强迫的响应具有重要意义. 以冲绳海槽中部OKI02岩心为材料,通过浮游有孔虫Globigerinodes ruber和Pulleniatina obliquiloculata壳体Mg/Ca比值分别重建了19 ka BP以来海槽中部表层和温跃层海水温度（SST和TWT）,结合浮游有孔虫群落组成变化重点恢复了末次冰消期（~18~11.7 ka BP）上层水体温度变化的特征和过程. 结果显示SST在LGM显著偏低,末次冰消期表现为显著的千年尺度变化,清楚地记录了HS1、B/A、YD等快速气候波动事件. 19 ka BP以来重建的TWT整体呈明显的上升趋势,但波动频繁而剧烈,末次冰消期相对较低,未显示显著的千年尺度变化. 对比北半球高纬和热带太平洋的记录发现,末次冰消期冲绳海槽中部SST开始上升的时间基本与前者相当,但明显滞后于热带西太平洋;冰消期其变化模式明显区别于热带西太平洋持续稳定的升温过程,而更类似于北半球高纬区的变化. 与SST明显不同,海槽区温跃层的升温（~18 ka BP）明显早于北半球高纬变暖,却接近于热带西太平洋海表温度开始上升的时间;且TWT的上升和波动方式也更接近于热带太平洋海温的变化模式. 对末次冰消期SST和TWT差异化演变的分析表明,AMOC对中低纬大气环流的影响可能通过东亚冬季风强度的变化控制了海槽区SST的演变,而热带太平洋ENSO过程则可能通过黑潮强度的变化决定了区域TWT的演化. 末次冰消期冲绳海槽中部SST和TWT演化存在明显的脱耦现象,显示了其与高、低纬海洋和气候变化之间的密切联系.      

青藏高原末次冰消期气候演化特点及其与格陵兰、欧洲的异同

根据生物、湖泊及冰川地层记录,分析了青藏高原末次冰消期的气候演化特点,并将其与格陵兰、欧洲气候演化序列进行了对比分析.结果表明,末次冰消期的气候演化大致可分为两个阶段:前一阶段为暖期,但波动频繁;格陵兰、欧洲在经历了H1事件后,迅速转暖,Bolling期比Allerod期气候更为适宜;而青藏高原渐趋回暖,夏季风降水逐渐增加,存在由冰融水与降水增加所形成的高湖面,气候温湿,进入一次湖泊扩涨期;大部分记录指示Allerod期比Bolling期气候更为适宜.后一阶段为冷期,格陵兰、欧洲气候恶化并显示出有回返冰期的气候特点;青藏高原气候严酷、荒漠扩展、冰流推进、湖面下降.气候演化的这种异同性表明:格陵兰、欧洲与青藏高原气候系统彼此存在联系,特别是在冷期;而在暖期,气候演化表现出各自的特点.气候演化格局所呈现的可比性,可能是通过冷期的一致而体现的.     

气候与环境演变中的非线性关系——以末次冰期为例

通过末次冰消期国内外实例,说明在气候和环境演变中广泛存在非线性关系,简单地将辐射量增大→气温增高→海面上升→岸线后退视作线性系统,会导致错误的模式和错误的预测。由于非线性反馈的结果,当末次冰消期辐射量最大时,反而出现新仙女木期突然变冷事件,在我国也已发现相应或近似事件的证据;冰后期海面随气候转暖的上升,同样也包含曲折和反复;海面上升在某些河口可以促使沉积加速,岸线并不向后退。     

气候变化的突变性

气候突变是指气候从一种稳定状态跳跃式地转变到另一种稳定状态 ,已经观测的大量事实表明气候突变是一种多时间尺度现象 ,气候状态的跳跃可以发生在从季节、年际到更长的时域内 (符淙斌 ,1994)。 2 0世纪末期 ,随着第四纪古气候研究向高分辨率方向发展 ,发现了一系列气候突变事件。(1)末次冰期的气候突变　目前国际学术界公认的一次气候突变是距今约 110 0 0年前的新仙女木 (ＹＤ)事件 ,这是末次冰消期在转暖过程中出现的一次突然变冷事件。冷期持续了大约 130 0年 ,冰芯的δ1 8Ｏ分析表明 ,在 5 0年的时间里当地的气温变化达 7℃ ,显示了气…     

我国中低纬度末次冰消期气候转暖 与高纬度气候变化的关系*

末次冰消期转暖的过程和机制一直是古气候研究的热点,然而对于末次冰消期全球气候在时间、空间上的变化以及热带低纬度地区在其中发挥的作用仍不明确。文章根据我国中低纬度地区的湖光岩玛珥湖、渭南黄土剖面和东海DGKS9603孔沉积物中的植硅体等环境指标的分析,研究了末次冰消期在这些地区的变化特点,并结合古里雅冰芯和南京葫芦洞石笋氧同位素记录与南极BYRD冰芯、北极格陵兰GRIP冰芯氧同位素记录进行了对比。结果表明,各地区转暖的时间并不同步,明显受印度洋季风或东南季风影响的古里雅、湖光岩地区是气候转暖较早的地区,格陵兰地区的快速转暖滞后于我国中低纬度转暖1.5~2.0ka以上。如何理解高纬度和热带低纬度地区气候转暖的差异性问题及其原因和机制有待于更多高分辨率气候记录研究和模型的检验。     

Interhemispheric synchrony of Late-glacial climatic instability as recorded in proglacial Lake Mascardi,Argentina

Several high-resolution continental records have been reported recently in sites in South America, but the extent to which climatic variations were synchronous between the northern and southern hemispheres during the Late-glacial–Holocene transition, and the causes of the climatic changes, remain open questions. Previous investigations indicated that, east of the Andes, the middle and high latitudes of South America warmed uniformly and rapidly from 13 000 ¹⁴C yr BP, with no indication of subsequent climate fluctuations, equivalent, for example, to the Younger Dryas cooling. Here we present a multiproxy continuous record, radiocarbon dated by accelerated mass spectroscopy, from proglacial Lake Mascardi in Argentina. The results show that unstable climatic conditions, comparable to those described from records obtained in the Northern Hemisphere, dominated the Late-glacial–Holocene transition in Argentina at this latitude. Furthermore, a significant advance of the Tronador ice-cap, which feeds Lake Mascardi, occurred during the Younger Dryas Chronozone. This instability suggests a step-wise climatic history reflecting a global, rather than regional, forcing mechanism. The Lake Mascardi record, therefore, provides strong support for the hypothesis that ocean–atmosphere interaction, rather than global ocean circulation alone, governed interhemispheric climate teleconnections during the last deglaciation. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

Decoupling of the East Asian summer monsoon and Indian summer monsoon between 20 and 17 ka

Marine Oxygen Isotope Stage (MIS) 2, with its profound environmental and climatic changes from before the last glacial maximum (LGM) to the last deglaciation, is an ideal period for understanding the evolution of the East Asian summer monsoon (EASM) and Indian summer monsoon (ISM), two Asian monsoon sub-systems. With 875 stable oxygen isotope ratios and 43 ²³⁰Th dates from stalagmites in Sanxing Cave, southwestern China, we construct and interpret a new, replicated, Asian summer monsoon (ASM) record covering 30.9–9.7 ka with decadal resolution. δ¹⁸O records from this site and other reported Chinese caves display similar long-term orbitally dominated trends and synchronous millennial-scale strong and weak monsoonal events associated with climate changes in high northern latitudes. Interestingly, Sanxing δ¹⁸O and Arabian Sea records show a weakening ISM from 22 to 17 ka, while the Hulu and Qingtian records from East and Central China express a 3-ka intensifying EASM from 20 to 17 ka. This decoupling between EASM and ISM may be due to different sensitivities of the two ASM sub-systems in response to internal feedback mechanisms associated with the complex geographical or land-ocean configurations.     

气候突变:史实与意义

利用国际上有关气候突变研究的最新结果,综述了冰期与间冰期气候突变的史实,重点探讨了近２０００年以来的气候突变问题,结果表明：无论是呈是暖期,气候 存在突变。特别是发生于Ｅｅｍｉａｎ期间和近２０００年以来的气候突变,为暖期气候民存在突变提供了非常重要的证据。同时还发现：发生于１２３０ＡＤ年的气候突变,虽然其幅度较冰期与间冰期气候要小得多,但同样具有全球性。这些结果动     

云南高海拔湖泊对末次冰消期气候突变的响应

气象观测资料表明,在当前全球暖化背景下高海拔地区的增温速率更快,其气候对全球气候变化的响应更为敏感.但是,高海拔地区如何响应快速气候事件,由于古气候古环境重建资料在高海拔地区较少,这一问题还没有很好的回答.为此选择云南省高山湖泊错恰湖为研究对象(海拔约3960 m),分析了湖泊沉积岩芯(深度范围90~244 cm)中正构烷烃的分布特征,重建了末次冰消期(19000~9500 a B. P.)沉积物有机质来源的变化,进而推断古气候演变.在17800~17000 a B. P.,错恰湖有机质以陆源输入为主,水生贡献相对减少,气候以暖湿为主;在17000~15100 a B. P.,水生有机质的贡献的比例增加,气候以冷干为主;在15100~12700 a B. P.,湖泊沉积有机质的陆源贡献增加,水生贡献相对减少,气候相对暖湿;在12700~11400 a B. P.时段,湖泊沉积水生有机质来源相对增多,气候相对冷干.与其他区域和全球气候记录对比发现,错恰湖的沉积记录指示的气候变化事件,受高纬冰量以及北大西洋驱动的西南季风突变所影响,在末次冰消期记录的4个明显的千年尺度气候事件,在时间上与First warmth、 H1、 B-A和YD事件相对应.与云南地区其他湖泊记录对比发现,小型湖泊或高海拔湖泊对这些全球快速气候事件的响应更加敏感.     

Last glacial climate instability documented by coarse-grained sediments within the loess sequence, at Fanjiaping, Lanzhou, China

Optically Stimulated Luminescence dating, grain-size analysis and magnetic susceptibility measurements were conducted on the Fanjiaping loess section, from the western Chinese Loess Plateau. The results confirm that last glacial high-frequency climatic shifts were documented in mid-latitude continental archives. The grain-size record indicated that coarse-grained sediments with horizontal bedding and channel-fill structures were only deposited in several short intervals, equivalent to the beginning of marine oxygen isotope stage (MIS) 4 and the early to middle MIS 3. This probably implies brief rainfall intensification of the Asian summer monsoon, and its disappearance since the late MIS 3 to MIS 2 may have been a response to significant glacial cooling in the Northern Hemisphere. Previous investigations revealed high sea-surface temperatures at high latitudes at the start of MIS 4, and the early to middle MIS 3 intensification of summer insolation in the Northern Hemisphere, implying evident climate amelioration. Climate improvement favors boreal forest recovery, enhancing both winter and summer air temperatures. The resultant smaller equator-polar temperature gradient probably helped the moisture-laden summer monsoon to penetrate northward. This study thus provides new significant information about the response of terrestrial loessic palaeoenvironments to millennial-timescale climatic fluctuations during the last glacial period.     

Sub-millennial scale variations in East Asian monsoon systems recorded by dust deposits from the north-western Chinese Loess Plateau

Previous work has demonstrated that magnetic properties and sediment particle size of Chinese loess deposits provide information on past behaviour of Chinese summer and winter monsoons, respectively (Heller and Evans, 1995; Derbyshire et al, 1997). It has been suggested that the East Asian winter monsoon system in particular is teleconnected on earth orbital and sub-orbital timescales to climatic states and events in high northern latitudes, especially northern hemisphere ice volume and Heinrich events, (Porter and An, 1995; Chen et al., 1997). However, the majority of this research has been performed around the central part of the Chinese Loess Plateau where the rate of dust accumulation is relatively low, thus limiting the potential resolution of palaeoclimatic records. Here we present a high resolution (5mm / ~20 yr interval) magnetic susceptibility record from an thick loess deposit located at Caoxian in the north-western part of the Loess Plateau. The record spans the “Lateglacial” (last glacial / interglacial transition) and when placed on a palaeomagnetic chronology shows a relationship with the GISP2 proxy air temperature record from Greenland (Grootes et al., 1993; Meese et al., 1994; Stuiver et al 1995). The results demonstrate that several Lateglacial climatic fluctuations previously reported in the North Atlantic region and in Europe are also recorded in China. In addition, the apparent absence of a signal corresponding to the Bølling Interstadial in China during the early deglaciation suggests that, at certain times, the apparent North Atlantic — Asian monsoon teleconnection may have collapsed. The demonstrated ability of the loess deposits to resolve sub-millennial scale climate variations points to their potential as a previously unexplored archive for very high-resolution studies of terrestrial climate.