中国东部末次冰期雪线高程重建与成冰气候分析

在蒙山第四纪冰川遗迹与光释光测年研究的基础上,结合以往我国东部猛犸象化石出土位置、孢粉数据库、以及雪线高程的研究成果,首次对我国东部末次冰期时的雪线高程进行了恢复重建,并绘制了我国东部及东亚地区雪线高程图,在此基础上对我国东部蒙山冰期时的气候特征进行了探讨,认为我国东部冰期时的北路寒潮形成的"东亚冷槽",是我国东部第四纪山谷冰川的表现形式及形成原因。     

山东蒙山全新世冰川遗迹的发现及确认——来自宇生核素年龄证据

针对山东蒙山发育的第四纪冰川遗迹,采用光释光的测年方法,获得了8.2ka冰期年龄值,以此为基础建立了拦马冰期,属于全新世早期。为了能够获得其他测年成果的相互验证,该次研究采用了宇生核素的测年方法,获得了3个年龄值:7.01ka,8.57ka,9.95ka,均属于全新世早期,与光释光方法获得的年龄值具有较高的一致性。在海拔752m的清荣峡谷内的冰碛表面,获得了5.27ka的全新世中期的年龄,对应冰碛建立了清荣冰期。通过该项研究,结合蒙山冰川遗迹的特征及其风化程度,反映了冰川遗迹、测年数据与环境气候之间的吻合性,综合确认了我国东部全新世早期拦马冰期、全新世中期清荣冰期的存在,也证明了全新世,在山东蒙山及我国东部中低山区受到东亚冷槽的影响,曾经存在冰川作用。     

豫西甘山第四纪冰斗系统的发现及其与MIS的耦合关系分析

在调查东亚冷槽西壁冰川遗迹及其海拔梯度的过程中,发现了甘山冰斗系统与磨光面、擦痕、漂砾等冰川遗迹。进而对该冰斗系统进行成因分析的过程中,发现了冰斗系统的"冰斗环退"的形成方式。以此为基础,就甘山冰斗系统与MIS之间的耦合关系进行了对比分析。研究表明,甘山冰斗系统是以"冰斗环退"方式形成的,该冰斗环退系统完整展现了我国东部第四纪冰川作用的过程,对研究冰期的雪线高程、环境演化规律、冰川作用的进退等,都有着极其重要的意义。在"冰斗环退"的研究基础上,发现了对应的"冰斗环进"机制。冰斗环进代表了冰川作用由高向低推进过程,冰斗环退代表了冰川作用由低向高撤退过程。通过影像分析,初步将甘山冰斗系统划分四段,共解析出了50余套冰斗环,冰川作用的时代可追溯到2.56 Ma。根据冰斗的环进、环退特征,进而发现C28冰斗环所对应MIS56,也即1.60Ma,可能为我国第四纪冰川作用过程中的冰进向冰退演化的重要拐点。     

喜马拉雅山脉与我国东部中低山区冰蚀地貌对比研究

我国东部中低山区第四纪冰川的存在与否一直存在争议,但冰川必然对山体进行冰蚀作用形成冰蚀地貌。为了分析我国东部中低山区的山体地貌是否具有冰蚀特征,该文选取了现代冰川集中发育区-喜马拉雅山脉作为冰蚀地貌的研究对象,通过宏观分析,除了由缩口、三角脊、残弧组成的冰斗系统外,还发现冰蚀作用过程存在避谷、吞脊、切壁、穿梁等特殊习性。分析认为冰蚀过程主要受制于雪线高程、积雪高程与坡向坡角三方面因素的控制。以此为基础,对我国东部的江西庐山、山东蒙山、大兴安岭主峰黄岗梁三个地区的山体地貌进行对比分析,发现这些山区的山体地貌与喜马拉雅山脉的冰蚀地貌具有一致性。文章从冰蚀过程的角度确认了我国东部中低山区存在第四纪冰川的事实。     

喜马拉雅山与我国东部中低山区冰蚀地貌对比研究

我国东部中低山区第四纪冰川的存在与否一直存在争议,但冰川必然对山体进行冰蚀作用形成冰蚀地貌。为了分析我国东部中低山区的山体地貌是否具有冰蚀特征,该文选取了现代冰川集中发育区—喜马拉雅山脉作为冰蚀地貌的研究对象,通过宏观分析,除了由缩口、三角脊、残弧组成的冰斗系统外,还发现冰蚀作用过程存在避谷、吞脊、切壁、穿梁等特殊习性。分析认为冰蚀过程主要受制于雪线高程、积雪高程与坡向坡角三方面因素的控制。以此为基础,对我国东部的江西庐山、山东蒙山、大兴安岭主峰黄岗梁三个地区的山体地貌进行对比分析,发现这些山区的山体地貌与喜马拉雅山脉的冰蚀地貌具有一致性。文章从冰蚀过程的角度确认了我国东部中低山区存在第四纪冰川的事实。     

秦岭中段现代和古代冰缘──冰川地貌特征

现代气候条件下，秦岭中部（３３°５８＇Ｎ／１０７°４５＇Ｅ）３４００ｍ以上存在一具有冰缘地貌特征和冰川作用的高山草甸环境。冰冻泥流斜坡、千奇百怪的砾石和无植被覆盖的冰冻泥流、各种形式的冰阶和冰坎以及石环和石多边形等，组成了目前冰缘环境的地貌特征。在３４００ｍ以上发现了高山永久性冻土。通过冰蚀漏斗和冰融四地，证明在２９００～３３００ｍ之间秦岭中部存在一晚更新世时期的冰融地区。根据古冰斗和冰碛的地貌形态调查及形态测量分析，可得出如下假设：在拔仙台、酉跑马梁附近当时存在一个晚更新世时期的小冰盖，冰盖边缘派生了５个小的外流冰舌。在拔仙台附近的沟谷里一些冰碛地貌存在于２５００ｍ以上。笔者根据调查结果，划分了两个晚更新世时期的冰期，即太白Ⅰ和太白Ⅱ冰期。在这两个冰期之间，估计存在一间冰期。晚更新世３２５０～３３００ｍ的冰川雪线高度是根据太白Ⅰ冰期冰碛位置得出的。同目前所推测的现代冰川雪线位置相比，形成的雪线下降大约在１０００～１３００ｍ之间，没有观察到全新世冰川遗迹。     

山东临朐柳山地区发现早白垩世冰碛砾岩及其意义

20世纪90年代在山东临朐县柳山镇地区的早白垩世莱阳群城山后组底部砾岩中发现具压坑、冰川擦痕、压裂张裂隙、压磨蚀平面的石英岩质、石灰岩质砾石和塑性变形形成的灯盏石、马鞍石石灰岩质砾石,经研究认为其成因属冰碛砾石,组成了冰碛砾岩。并探讨分析该冰川事件形成的古地理和古气候条件,指出为大陆上升局部形成的高山寒冷气候小冰期,形成了大陆型高原山岳山谷冰川。依据古生物和同位素地质年龄推断该小冰期发生在距今128～130Ma早白垩世热河期早期,建议称为临朐柳山小冰期。推断在我国东部地区其分布具一定区域性,应引起广大工作者的关注和研究。     

北半球两大长波槽的异常变化与贵州夏旱

分析了北半球两大长波槽即东亚大槽和北美东岸大槽的异常变化对贵州夏旱的指示作用。并得出冬春季节东亚大槽明显偏浅（弱）与北美东岸大槽明显偏深（强）同时发生，是贵州夏旱预测的一个强信号，并以两大长波槽指数为预报因子建立了夏旱短期气候预测模型，经最近３年试报效果较好。     

太行山南麓邵原至王屋地区第四纪冰川遗迹述要

太行山南麓邵原至王屋地区有无第四纪冰川遗迹存在,聚讼已久。我们到该区考察,从古冰川的发生、发展和消亡的全过程这个角度出发,对山外的第四纪堆积物结构、构造全貌进行了认真详细的观察和研究,并与山里相关的若干侵蚀地形综合进行了考察。认为邵原至王屋地区的红色泥质砂砾石层即是冰碛,其前缘的红色砂砾石即是冰水沉积,与山外这些堆积物遥相呼应的山里,那些残破不堪的侵蚀地形即是冰槽谷和冰窑。故这次冰期我们暂定为“邵原冰期”。此外,在这次冰期之前和其后还有若干冰川形迹显示,此须今后进行调查研究压定。     

泰山南坡沉积物特征及第四纪冰缘环境探讨

针对泰山第四纪冰川有无的争议,在泰山南坡采集沉积物样品进行分析研究。孢粉分析结果显示优势植物种群为"松属+中华卷柏+蒿属+藜科",指示的沉积环境为湿冷环境。扫描电镜观察石英颗粒表面,显示出边缘棱角清晰、具贝壳状断口和解理片的冰川环境特征。通过热释光测试得样品年龄为(30.54±2.59)kaB.P.,相当于末次冰期主冰期中的Paudorf-Stillfried间冰阶。根据泰山现代气候环境推演泰山古气候温度和降水量,得出泰山地区在末次冰期时具备了形成冰川的基本气候条件。鉴于Paudorf-Stillfried间冰阶持续的时间较短,因此初步推断该沉积物指示的古气候环境为冰缘环境。     

用大气热源表征的东亚夏季风指数的研究

利用1965—2007年NCEP／NCAR再分析资料和同期的中国160站降水资料,在讨论大气热源的气候特征基础上,用整层积分的大气热源定义了一个东亚夏季风指数,并用该指数研究了东亚夏季风和中国气候的关系。研究表明：定义的大气热源季风指数能反映夏季风的异常变化,高（低）指数年对应的东亚夏季风偏强（弱）;该指数与长江中下游降水存在高度的同期负相关,对长江中下游夏季降水有较强的分辨能力。     

用大气热源表征的东亚夏季风指数的研究

利用1965—2007年NCEP／NCAR再分析资料和同期的中国160站降水资料,在讨论大气热源的气候特征基础上,用整层积分的大气热源定义了一个东亚夏季风指数,并用该指数研究了东亚夏季风和中国气候的关系。研究表明：定义的大气热源季风指数能反映夏季风的异常变化,高（低）指数年对应的东亚夏季风偏强（弱）;该指数与长江中下游降水存在高度的同期负相关,对长江中下游夏季降水有较强的分辨能力。     

中国东北第四纪冰川研究新进展:遗迹厘定、新发现与冰期模式

东北是否发育第四纪冰川及其范围、性质与冰期问题,始终没有定论。在对长白山及大兴安岭冰川遗迹厘定基础上,进行了专项调查,并采用地理信息系统(GIS)、遥感(RS)及全球定位系统(GPS)的3S技术,采取钻探测图、孢粉、泥砾粒度与渗透性分析及14C定年等方法,在长白山及大兴安岭发现了冰蚀谷及泥砾堆积等新的冰川遗迹,进一步肯定了两座山地第四纪冰川的存在及其多期性。在小兴安岭首次发现冰蚀岩墙等冰川遗迹,填补了研究空白,证明小兴安岭也曾发育第四纪冰川。综合多种信息,确定长白山与大兴安岭分别有4次冰期和3次间冰期,小兴安岭至少有1次冰期。最后构建了可以与国际对比的冰期序列,重建了区域第四纪冰川环境演化模式:早更新世早期冷干,中晚期偏暖湿;中更新世早期冷湿,中晚期暖湿;晚更新世早期冷稍湿,中期暖湿,晚期冷干。     

黔东南华纪铁丝坳期-大塘坡期古气候的演变:来自CIA的证据

新元古代晚期是全球气候急剧变化的时期,目前可区分出至少2个全球性冰期事件。黔东地区南华纪地层中存在上下2个具有明显冰碛岩特征的地层:下部的两界河组-铁丝坳组与上部的南沱组,可分别与720 Ma的Sturtian冰期、650 Ma的Marinoan冰期事件相对应,而铁丝坳组与南沱组之间的大塘坡组则代表了间冰期的沉积。通过对铜仁松桃2口钻孔岩心铁丝坳组-大塘坡组样品主量元素的研究,探讨了Sturtian冰期晚期至其冰后期的古气候演变过程,结合化学地层学与岩石学证据,发现Sturtian冰期结束后,气候的回暖并非是突然出现,而是在主冰期结束之后尚存在短暂的小冰期。由下至上,钻孔样品的化学蚀变指数(CIA)平均值从Sturtian冰期末铁丝坳组顶部的51升至大塘坡组底部的60。大塘坡组底部CIA值波动较大,在52~68之间呈锯齿状震荡上升,代表古气候环境所发生的动荡变化,结合在大塘坡组底部所发现的组内冰碛岩层位,指示存在着短暂的寒冷事件。大塘坡组一段黑色炭质页岩的CIA值稳定在66左右,反映气候稳定在相对温暖的状态;大塘坡组二、三段粉砂质页岩CIA指数平均值为67,向上CIA值表现出逐渐下降的趋势,可能与Marinoan冰期启动所导致的气候转冷有关。通过A-CN-K三角图解判断沉积气候环境的稳定性与源岩成分,进一步证明了Sturtian冰期结束后气候的不稳定,以及间冰期稳定的温暖气候。冰期-间冰期波动的古气候演化可能与“大塘坡”型锰矿的成矿作用相关。      

利用水系沉积物高程定量恢复古地貌的技术方法——以鲁西白彦地区白彦砾岩为例

主要分析了构造抬升对水系和地形的影响和恢复,以从古生代灰岩围岩中大面积但零星出露的岩溶砾岩点为研究对象,对区域古水系和地形地貌恢复和反演做出了新的尝试。在收集资料和实测的基础上,尝试性探讨了利用稳定水体参照物高程反演抬升高度以及邻区山峰点的古高程、古水系,恢复区域上古地形地貌的技术方法。并以白彦地区为例,通过白彦岩溶砾岩的分布、产状、金刚石矿物含量、岩性等地质特征,恢复白彦地区古地形线、古水系位置和流向等古地理地貌,指出在白彦期时代,该区总体发育4个水系,邹城市大石墙水系、枣庄水系、平邑水系、费县水系,水系中金刚石含量较为丰富的砾岩点大多分布在凤凰山隆起中心,其中在平邑水系推测存在一个山地峡谷中的古湖泊。认为蒙山凸起中已知的常马庄地区的金伯利岩脉所含有金刚石可能主要供应平邑区水系,其他3个地区水系的金刚石可能来源于凤凰山及其东部隆起剥蚀地区。     

2011年初云南东部极端低温冰冻灾害天气气候特征及成因分析

利用NCEP/NCAA再分析资料,国家气候中心74项环流指数及云南省122个观测站资料,结合诊断、合成和相关分析等方法,探讨2011年初云南东部极端低温冰冻灾害天气气候特征及成因,并与2008年初低温冰冻灾害进行对比分析。旨在寻找云南低温冰冻天气的预报着眼点,为提前做好防灾减灾工作提供决策依据。研究表明:500hPa高度场欧亚中高纬呈两槽一脊,西西伯利亚高压脊异常强大,贝巴之间为东西向横槽,东亚中高纬呈"+-+"的高度场距平分布,西太平洋副热带高压异常偏东偏弱,南海副高异常偏南偏弱是2011年1月云南东部频遭冷空气影响的大尺度大气环流背景。另外,相关分析发现NINO4区海温持续异常偏冷对应云南东部气温异常偏低。较2008年初持续近2个月的低温雨雪冰冻灾害相比,虽然2011年灾害影响时间较短,范围较小,但冷空气过程频发,昆明准静止锋长时间控制云南东部,最终造成近50年来的极端低温冰冻灾害。     

石臼坨凸起西南缘陡坡带东三段古地貌对沉积的控制

为解决渤海海域石臼坨凸起西南缘陡坡带东三段沉积体系展布规律及控制因素等问题,综合利用钻井、测井和地震资料,恢复石臼坨凸起西南缘的古地貌,研究古凸起、古沟谷、沉积区底型等地貌单元,解析陡坡带不同位置扇体分布规律的差异性,阐明古地貌格局对沉积的控制作用。结果表明:东三段物源区古地貌呈西部高隆、中部过渡、南部阶地、东部平缓的地貌格局,沟谷大量发育,且发育类型自西向东由深V型向宽缓的U型和W型演化。沉积区古地貌受同沉积断裂控制形成4类沉积底型,并形成洼槽与脊梁相间格局,西部和东部洼槽可容纳空间比中部的大。扇三角洲主要沿古凸起发育的沟谷进入湖盆,在可容纳空间较大的洼槽带分布,具有西部极富集、东部相对富集、中部贫砂的规律。物源区宏观古地貌对应的供给方式控制扇体的发育样式,沟谷规模和数量控制扇体的展布范围,沉积区底型控制扇三角洲富集程度。剥蚀区古沟谷发育且边界断层活动性强形成的洼槽带,是陡坡带寻找富砂沉积体的有利方向。     

热带次表层海温对中国东部夏季气候的影响

热带海洋热状况是影响中国气候变化的主要因子之一,为了研究热带次表层海温如何影响中国气候,通过相关计算和合成分析等方法讨论了热带太平洋至印度洋次表层海温异常对中国东部夏季降水和温度的影响。结果表明:当冬季赤道东印度洋至西太平洋次表层海温偏暖(偏冷),中印度洋和东太平洋次表层海温偏冷(偏暖),夏季,长江中下游地区降水偏少(偏多),华南、华北和东北大部地区降水偏多(偏少);中国东部大范围高温(低温)。其可能的影响途径为,东亚夏季风环流对热带次表层海温异常的响应导致了其年际变化,进而引起中国东部夏季气候的异常分布。     

河南省平原区第四纪岩相-古地理分析

根据划分沉积相的基本理论和主要标志并结合河南省平原区的特点,确定出第四纪各种堆积物的沉积相,概括为冰碛—冰水、冲积—洪积、冲积、冲积—湖积等多种沉积模式。第四纪早更新世的寒冷气候,形成了冰川。近山(?)堆积了粘土砾石层,东部为湖泊沉积区,二者之间为冰水扇分布地带。另外,在商丘、濮阳以东,形成有物质来源于东部的冰水扇堆积。中更新世,山前为冲洪积扇(裙),扇间为黄土状土堆积,内有棕红色古土壤层。此时的三门峡湖基本填平,水流沿着破碎带向东进入平原,形成黄河。由于它的堆积,湖泊范围缩小,向着河流沉积环境转化。晚更新世发展为典型的平原地貌特征,早期构造运动稳定,几乎全部接受了沉积。黄河的发育达到了昌盛阶段,扇体的范围最大。晚期构造运动剧烈,受确山—固始深大断裂活动的影响,形成淮河。全新世,除太行山前有冲积—洪积扇分布外,整个平原的堆积物以冲积相为主体。由于黄河的堆积速度大于沉降速度,导致扇体不断增高,加之人工大堤的制约,实际上成了淮河和海河的分水岭。     

东亚季风区石笋δ18O解译:基于夏季风与夏季风降雨的思考

近些年,对于东亚季风区石笋δ18O的气候环境指示意义的争论较多,主要在东亚季风区石笋δ18O代表夏季和风强度、夏季风降水还是水汽源变化。基于中国东部华北地区降水与长江中下游地区降水反相变化和长江中下游地区降水与菲律宾海降水反相变化(遥相关),从年际-年代际到千年-轨道尺度对石笋δ18O与夏季风降水、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的相互关系进行了探讨分析。通过对比石笋δ18O记录与华北和梅雨区降水,发现石笋δ18O偏负对应华北降水增加,梅雨区降水减少;石笋δ18O偏正对应华北降水减少,梅雨区降水增加。这种对应关系不仅存在年际-年代际尺度,而且在千年-轨道尺度同样存在,石笋δ18O不仅反映夏季风强弱变化,同时与中国东部区域降水关系是明确对应的。通过降水的空间相互关系,发现ENSO活动主要通过影响中国东部降水的空间分布格局而作用于石笋δ18O。La Ni?a态导致南海及菲律宾海对流加强,西太副高位置偏北,长江中下游地区梅雨期缩短,华北夏季降水增加,东亚季风区石笋δ18O偏负。El Ni?o态,南海和菲律宾海对流受到抑制,西太副高位置南移,长江中下游地区梅雨期延长,华北夏季降水减少,东亚季风区石笋δ18O偏正。另外,水汽源分析发现,菲律宾海水汽输送对东亚季风区降水及降水δ18O贡献相对较小。因此,综合分析认为,东亚季风区石笋δ18O主要反映了亚洲夏季风的强弱变化。