中国北方更新世极端冷期冬季风的快速变化

对黄土高原中部洛川和西峰黄土堆积的“上、下粉砂层”进行了间隔 5～ 6 cm的详细采样 ,测量了 80 0多个样品的粒度分布和磁化率值 ,根据沉积速率模式建立了一个相对独立的、较精确的时间标尺。结果表明 ,中国北方更新世极端冷期的黄土堆积记录了东亚冬季风频繁的和较大幅度的千年尺度变化。冬季风加强事件一般持续约1.8～ 2 .4ka。亚轨道时间尺度冬季风变化的可能原因是 ,在极端冷期赤道和极地气温差增大 ,纬向西风环流加强引起的大气环流和蒙古高亚不稳定 ,从而引起东亚冬季风千年尺度变化。在极端冷期降雨量和平均温度低于某个阈值的时候 ,虽然夏季风强度存在变化 ,但不足以影响磁铁矿和磁赤铁矿的形成 ,所以那时磁化率的变化不能很好地记录夏季风气候变化。     

天水黄土沉积特征与环境变化

中滩剖面系中滩镇渭河第四级阶地上的黄土堆积,通过黄土剖面的地层结构及粒度分析表明,其形成于0.9 Ma以来,河漫滩堆积年代为0.86—0.94 Ma。在过去1 Ma以来,中滩黄土及河漫滩剖面的地层特征、粒度曲线表明其记录了9个湿热-干冷气候旋回,3次冬季风强化阶段,存在着3次极端干旱事件。中滩黄土粒度特征以粉砂为其众数粒级,其次为粘土颗粒,不同于黄土高原其他地区,可能与秦岭北麓的湿润环境及六盘山对冬季风的阻挡有关。     

50万a来沙漠-黄土边界带的环境演变

毛乌素沙漠与黄土高原接壤的沙漠－黄土边界带以其特有的古风成才－黄土－古土壤沉积系列记录了这一地区约50万a以来的环境演变．地层中的埋藏古风成砂是在冬季风极为强大时堆积的，古土壤是在冬季风萎缩、夏季风强盛时发育的，而黄土则是在上述两种极端气候的过渡状态下堆积的．研究结果表明毛乌素沙漠至少在50万a前就已经形成，但也并不是从一出现就持续至今，而是在第四纪气候振荡的作用下，历经“沙漠－非沙漠”的多次转变，其中沙漠明显扩大的时期至少有13次．     

汉江一级阶地抬升以来北亚热带风尘堆积、发育与东亚季风演变的耦合关系——以郧县段汉江上游谷地为例

风成黄土对东亚冬夏季风优势期转换及起迄时间起到良好指示作用,探究风尘黄土堆积、发育特征与东亚季风演变的耦合关系十分必要。本文通过研究汉江一级阶地上覆黄土-古土壤序列的构型、磁化率、烧失量、粒度、元素组成特征,分析汉江一级阶地抬升以来黄土-古土壤序列的成因及成壤特征,探究东亚冬夏季风的演化序列。结果表明：（1）汉江上游地区黄土-古土壤序列的地层构型为表层土（MS）-近代黄土（L₀）-古土壤（S₀）-过渡层（L_t）-马兰黄土（L₁）,磁化率、粒度、烧失量、元素组成等特征指示各地层成壤强度特征为S₀>L₀/L_t>L₁。（2） 成壤强度指示18000 a BP以来,东亚冬夏季风演替特征为末次盛冰期冬季风强烈→全新世早期冬季风减弱→全新世中期夏季风主导→全新世晚期夏季风减弱~,冬季风强盛,其演变滞后于低纬太阳辐射变化2000~3000 a。（3）该风尘堆积物理化性质对6000~5000a BP的气候恶化期有所响应。总而言之,汉江上游一级阶地上覆黄土为风尘堆积物,指示18000a BP以来东亚季风的变迁规律及季风异常事件,能够体现北亚热带对全球气候变化及极端事件的响应。     

沙尘暴沉降物的粒度特征及其环境意义

近年有些研究者尝试用黄土中更为敏感的粒度指标指示冬季风的强度。笔者列举、分析了若干不同强度、不同源地的沙尘暴事件, 总结了沙尘沉积物粒度与风力、源区覆被状况、距源区距离等因素的关系, 认为沙尘粒度组成是由多因素决定的。作为地史上沙尘暴活动产物的黄土, 其粒度组成并不是冬季风的单一函数。黄土粒度中包含了冬季风强度、源区覆被、距源区远近等多方面信息。因此, 在用黄土粒度恢复冬季风强度时, 必须结合其他代用指标。     

地貌学

陆地地貌P5472005043098“昆仑-黄河运动”与我国自然地理格局的形成/江樟焰,伍永秋…∥北京师范大学学报.自然科学版.—2005,41(1).—85～88“昆仑-黄河运动”是发生在早、中更新世之交的一次强烈的构造运动.这次构造运动不仅影响到了整个青藏高原,把高原面抬升至3000-3500m,局部地区的山地上升到4500-5000m的高度,导致青藏高原进入冰冻圈,而且影响大气环流型式,形成了东亚季风的现代格局.冬季风加强和夏季风减弱使得我国北方干旱化加剧,沙漠面积扩大,湖泊消退,亚热带植物从秦岭以北南撤到南方,而且使得黄土堆积范围得到扩展,黄土堆积速度…     

陕西横山L2以来风沙/黄土沉积序列的粒度端元特征及其环境意义

受气候振荡的影响,沙漠边界多次往复摆动,在地层中留下了黄土、古土壤与古风成沙的迭覆沉积。通过传统粒度参数和端元分析模型方法对陕西横山HS剖面L_2以来风成沙—沙质黄土—沙质古土壤所蕴含的粒度成分、相应的沉积信息和沙地进退进行探讨。结果表明:HS剖面粒度组成不同于黄土区,以极细砂(31.07%)、细砂(30.20%)和粗粉砂(23.38%)为主,具有大小混杂的宽粒级范围的明显特征。因此在黄土区具有全球古环境意义的粒度指标未必适合本区,运用参数化端元分析模型对本区粒度指标进行分离,以期得到适宜本区的气候环境指标。其中,端元1(EM1)的众数粒径为8.93μm,反映了西风环流的信息;端元2(EM2)的平均粒径为32.82μm,很大程度上间接指示东亚冬季风强度的变化;端元5(EM5)的平均粒径为235.46μm,是极强冬季风或强风暴的替代性指标,其含量反馈当时冬季风的强烈程度。由此,研究认为陕西横山自L_2以来发生了5次沙地扩张和3次沙地后退事件,其中风成沙层为强烈冬季风环境引发毛乌素沙地扩张时堆积的;而冬季风强度大为减弱时,沙丘迁移被沙尘堆积所取代,形成沙质黄土层;古土壤层是在冬季风相对萎缩时发育的。冰期形成的风成沙层对目前区域沙漠化存在不可忽视的潜在威胁,保护全新世形成的土壤层是防治区域沙漠化的重要措施。     

巴丹吉林沙漠东南缘查格勒布鲁剖面CGS1层段粒度特征及其指示的全新世千年尺度气候变化

位于巴丹吉林沙漠东南缘的查格勒布鲁剖面CGS1层段记录了全新世以来显示风力强弱的沙丘砂与黄土堆积旋回。以Md（Φ）、Mz（Φ）的5 Φ（31.5 μm）为界,可以划分出10个“C1-C10”明显的和1个“C11”较弱的（<5 Φ）旋回变化。其中,有7个属于沙丘砂与之上覆黄土或古土壤构成的旋回。这些旋回在Md（Φ）、Mz（Φ）上显示出多谷峰波动的形式。不仅如此,粒度的σ、SC/D值和>63 μm含量亦随之响应。研究认为,CGS1层段粗粒和细粒层位Md（Φ）等参数和>63 μm含量的变化分别代表了东亚冬夏季风的作用过程;冬季风时期的C1与北大西洋IRD事件的冷期B0和B1,C2、C3、C4依次与B2、B3、B4,C7、C9、C10依次与B5、B6、B7在时间-气候性质上具有很好的对应;北大西洋B8冷期在CGS1中没有明显表现,但仍然能够在Md（Φ）、Mz（Φ）曲线上看到这是一个<5 Φ的低值时期,而>63 μm的含量相应增高;C5、C6和C8寒冷时段虽未见于北大西洋,但在中国一些地点却有发现。这些由若干粒度指标反映出来的寒冷事件表明,在全新世东亚夏季风活动盛行的总的形势下还存在频繁的千年尺度的冬季风波动。而尤为重要的是这些寒冷事件存在的与北大西洋寒冷事件的遥相关的关系表明,除C5、C6和C8以外的CGS1粒度记录的寒冷事件都隐含了北大西洋的强烈信号。从这个意义上来说,笔者讨论的内容可为全新世北半球的D/O震荡及其形成机制提供一个比较理想的东亚季风变化与中国沙漠区域环境响应的地质证据。     

山东地区黄土研究综述

山东地区黄土开始堆积时期普遍较晚,目前已见的剖面中,以青州傅家庄剖面堆积厚度最大(30 m以上),起始堆积时间最早,出露的最老层位为L9,TL测年时间约为0.8 Ma B.P.。山东地区黄土成因类型多样,物质来源广泛,其岩性特征与其他地区的黄土有明显的差别;在本地区内部,黄土的差异也比较明显,大体可分为两大成因分布区:渤海湾滨海与岛屿区和鲁中山前区。前者黄土粒度较粗,且普遍含有海相微体化石,其物质来源主要为末次冰期时期出露的渤海陆架物质,西北气流携带而来的内陆远源物质占次要地位。而后者黄土类型成因多样,东部的潍坊、青州黄土分布区,受到末次冰期时强劲冬季风的影响,物质来源主要为北部出露的渤海湾,向西至淄博、济南地区则已逐渐过渡为西北内陆风尘物质成分占据主导。     

新仙女木期黄河晋陕峡谷古风成沙层年代及其物质来源

通过对黄河晋陕峡谷壶口至龙门段开展广泛细致的野外考察,发现了典型的晚更新世以来黄土—土壤层夹古风成沙层剖面—北桑峪剖面（BSY）。结合不同类型沉积物的野外宏观特征、磁化率、粒度成分、石英颗粒表面特征和地球化学元素的对比分析,确定黄河晋陕峡谷壶口至龙门段BSY剖面中所夹古风成沙层的性质为中沙质细沙,是在干旱多风环境下形成的沙质沉积物。基于光释光（OSL）测年数据,确定其沉积年代为12.5-11.6 ka,记录了黄河中游发生在末次冰消期的极端干旱事件,其与相邻区域沙漠/黄土过渡带中湖沼沉积和风成黄土—古土壤剖面记录的新仙女木事件相对应。该剖面中古风成沙沉积物的物质来源,主要来自黄河晋陕峡谷的古河床相沙层物质。这是因为该河段处于干旱半干旱季风气候区,在新仙女木时期,黄河晋陕峡谷处于极端干冷的环境之中,冬季风强盛、夏季风衰弱,黄河水位下降明显,河漫滩和江心洲将大面积出露,大量的沙物质在风力作用下向岸边输移,成为河谷两侧缓坡台地上古风成沙沉积层出现的主要沙源地。这个研究成果对于进一步揭示黄河中游流域极端干旱事件发生的时间性规律及其与季风气候变化的关系,具有重要的科学意义。     

中国热带第四纪气候波动特征

中国热带早更新世气候波动以高频率小幅度为特征。“中更新世革命”发生在MIS20／MIS21之交。中更新世气候波动一般为三大旋回。晚更新世为两大旋回,但有变暖事件D／01～21及变冷事件H1～H6的表现。可以识别末次间冰期MISS及其阶段5a～5e。末次亚间冰期有4～7次冷暖波动。末次冰期温度一般比今低1～2℃或3～5℃。终止点Ⅰ为15000～13670aB．P．。终止点Ⅱ为0．135～0．130MaB．P．。新冰期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都有表现。历史时期出现南北朝冷期、北宋冷期、明清小冰期。近200a的气候,前百年升温,后百年降温。     

中国热带全新世冷波动事件

参照 47个实例 ,探讨中国热带全新世 7次冷波动事件的时空分布。认为新冰期Ⅱ和新冰期Ⅲ (第①冷期 )较明显 ,分布较普遍 ,比今降温 1～ 2℃及 <2℃。YD事件在热带陆域为 115 0 0～ 10 2 0 0aBP ,海域为 1140 0～ 10 5 0 0aBP ,降温 4～ 6℃。B事件和新冰期Ⅰ的地点偏北 ,降温 2 5～ 3 0℃。第②冷期短暂 ,第③冷期分布局限 ,降温 <1 5℃。年代越近 ,降温幅度越小。东部热带 7次冷事件俱全 ;西部热带冷波动微弱 ;海南岛与南海同步冷波动。     

陕西榆林柳树峁剖面L3与S3层位粒度端元特征与古环境研究

本文选取榆林市横山区柳树峁剖面,对其第3层黄土(L₃)、第3层古土壤(S₃)层位粒度数据进行分布特征分析和参数化端元分析,以此探讨沉积动力及其所代表的环境特征。结果表明：柳树峁剖面L₃、S₃层位粒度组成以粗粉砂(42.65%)和极细砂(32.40%)为主,中值粒径为47.11μm。剖面L₃、S₃层粒度数据可分为4个端元：EM1组分(众数粒径7.42μm)为大气中长期存在的、经过远距离携带搬运的细粒组分,EM2(众数粒径43.66μm)和EM3(众数粒径76.43μm)组分是由冬季风或沙尘暴所携带的近源组分,EM4(众数粒径161.20μm)组分为风成沙,物源来自于北部的毛乌素沙地,该组分含量变化可作为指示强冬季风或强沙暴的替代性指标。柳树峁剖面记录了L₃黄土沉积时期存在1个极冷期、2个冷期和1个较暖期,S₃古土壤发育时期存在2个暖期和1个冷期。同时,剖面也记录了L₃、S₃     

1.08Ma以来中国东北赤峰地区黄土粒度变化及其揭示的沙地扩张事件

科尔沁和浑善达克沙地周边沉积了中国东北地区目前已知的保存完好、沉积年代最久远的黄土,是研究区域干旱化过程和沙地演化的理想材料。通过对内蒙古自治区赤峰市附近约1.08 Ma以来约60m厚黄土剖面的高分辨率粒度分析,发现该地区黄土具有典型风成沉积特征,并且其沉积过程受东亚季风在冰期-间冰期周期性变化影响。由于距离粉尘源区较近,这些黄土序列记录了中更新世以来冬季风增强导致的源区沙漠/沙地的阶段性干旱化和发生于~670ka和~943ka的两次沙漠/沙地扩张事件。新揭示的干旱化事件与中国西部-中部的环境演变过程一致,可能是中更新世气候转型时期阶段性全球冰量增加、温度降低驱动中国东北地区更新世气候演化的结果。     

粒度揭示的末次间冰期以来长江中游风沙-风尘体系

对长江中游地区定山-太平断面上砂山砂与下风向5个黄土剖面黄土进行了详细的粒度分析,并与其他地区黄土进行对比。结果表明:(1)粒度象和粒度参数特点显示赣北定山-太平断面砂山下风向的黄土状土为风积成土;(2)定山-太平断面的砂山砂-砂山淤泥-黄土粒度特征的渐变过渡,指示了其沉积上的渐变过渡关系。结合区域各沉积相的年代序列认为,末次间冰期以来,长江河谷、漫滩等松散碎屑物在冬季风分选下,粗颗粒物质以砂山形式在其下风向不远处沉积,而剥离出的细颗粒物质则被颠扬到较远的下风向以黄土的形式堆积,从而在区域上形成一个以砂山砂和黄土为主的风沙-风尘沉积体系。     

青藏高原东部黄土沉积的基本特征及其环境

青藏高原东部黄土沉积分布广泛。本文对青藏高原东部较大范围内黄土沉积从地层学、年代学和沉积学等方面做了初步研究。结果表明:高原黄土属典型的风成沉积,其物质主要来源于高原本身,高原冬季风是粉尘搬运的动力。研究区黄土沉积虽始于中更新世,但目前分布最广泛的黄土沉积主要是末次间冰期以来的产物。高原黄土沉积地层的黄土-古土壤序列中蕴藏着丰富的环境变化信息,是研究高原季风演化的良好地质记录。中更新世以来,末次间冰期以前,研究区经历了11次高原冬季风强盛和11次高原夏季风占优势的时段;末次间冰期以来,共经历了6次夏季风占主导地位和5次冬季风强盛时期。     

西安全新世环境变化及对人类活动的影响

为揭示西安地区全新世环境变化及其对人类活动的影响,论文运用土层元素含量、CaCO₃含量和磁化率等指标研究了白鹿塬全新世各土层发育时的环境变化。结果表明：该区的中全新世古土壤受到中等程度的化学风化,尚未达到脱钾阶段,土壤类型为亚热带黄棕壤。该层古土壤发育时的年均温度约为16 ℃,年均降水量约为920 mm。中全新世夏季风活动占主导地位,夏季风带来的降水量约为570 mm。晚全新世黄土受到低等程度的化学风化,具有碱性褐色土的特点,发育时的年均温度为11~13 ℃,年均降水量为600~700 mm。晚全新世夏季风活动与冬季风相近,夏季风带来的降水量在350 mm左右。在中全新世晚期的6000~5000 a BP之间,发生了气候变冷干的事件,在冷干事件期间土壤侵蚀强烈,当时堆积的黄土在广大地区受到侵蚀消失,仅在少数剖面存留。晚全新世黄土发育时的沙尘暴堆积率至少是中全新世古土壤发育时的2.3倍。中全新世气候温暖湿润,导致古土壤粘化强、持水性较好、含水量充足,非常利于当时温带作物和部分亚热带作物发展与农业生产,这是当时人类活动较强和村落分布较广的主要原因。晚全新世黄土也具有优良土壤的特性,当时降水量和土壤水分含量基本能够满足温带旱地农业生产的需要,这是晚全新世关中平原人类活动逐渐增强的重要原因之一。     

库姆塔格沙漠东南缘BL剖面粒度记录的全新世快速气候事件

地质历史过程中全新世时期是一个温暖湿润的间冰期气候过程,中间出现过多次变冷或变干的快速气候事件。BL剖面位于库姆塔格沙漠东南缘,是一典型的风成砂黄土沉积地层,沉积厚度约350 cm。通过沉积地层光释光测年和沉积物粒度变化分析,结果显示：（1）BL剖面沉积的年代始于8.3 ka,处在全新世早期;（2）区域干旱气候条件下,反映冬季风的代用指标则以粗端组分含量为主,BL剖面沉积物平均粒度受到颗粒粗端的影响较大,对比3个不同粗颗粒组分含量所指示的古气候变化,选用>110 μm的沉积物颗粒组分含量作为冬季风研究的替代性指标,具有较好的指示意义;（3）剖面粒度对全新世中晚期的6次气候快速变化过程均有不同程度的记录,其特点是对全球性冷事件敏感性较强,对干旱事件响应较弱。对库姆塔格沙漠地区全新世气候过程的研究,可为极端干旱区域气候对全球气候变化过程的响应提供一定借鉴。     

试论未来极端气候事件发展趋势的不确定性

极端气候事件是在一定时间尺度上发生的不同于气候系统平均状态的气候突变.早第三纪的最热事件（PETM）,第四纪中国黄土高原古土壤S4、S5记录的暖湿事件,砂黄土L9、L15记录的干冷事件等都是在轨道时间尺度上发生的极端气候事件.末次冰消期的YD冷事件、全新世9次冷事件是在千—百年尺度上发生的极端气候事件.这些极端气候事件出现于地球气候系统不同的冷暖背景下,它们的成因机制和表现形式有很多不确定性.20世纪以来发生的干旱、洪水、飓风、雪灾、沙尘暴等极端气候事件,无法用持续增加的温室气体的变化来解释.关于极端气候事件发生频率和强度随＂全球变暖＂而增加的结论也存在一定程度的不确定性.因此,简单地将现代极端气候事件统统归因于＂气候变暖＂既不科学也不合理.深入研究各个时间尺度上发生的极端气候事件的波动性、周期性和不确定性特征,有助于科学预测未来气候变化背景下极端气候事件的发展趋势.     

靖远曹岘黄土的形成时代及显微结构特征

甘肃靖远曹岘剖面系黄河六级阶地上的黄土堆积。磁性地层学研究结果表明，曹岘黄土堆积始于１．４０ＭａＢＰ。其化学成分以ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３为主，Ｆｅ２Ｏ３含量低，ＣａＯ含量高；原生碳酸钙颗粒几乎未发生淋溶作用，这些标明黄土堆积过程中的气候是干燥的。