青藏高原雪冰电导率与降水碱度以及大气粉尘载荷变化的关系

对青藏高原小冬克玛底冰川和古里雅冰帽上的数个雪坑和浅冰芯的观测，得 出其碱度（ＯＨ－）剖面、雪坑和冰芯的液态电导率（ＥＣ）变化与ＯＨ－之间呈良好线性相关 （ｒ≥０．８）。分析表明，无论在季节、年际或百年际时间尺度上，ＥＣ与ＯＨ－间的相关性以 及ＥＣ与可溶离子总量（ＴＤＳ）间的相关程度是大致相当的。ＥＣ的波动主要取决于粉尘来 源的碱性盐类（尤其Ｃａ２＋）的变化。因此，ＥＣ参量运用到深冰芯研究中，可反映历史时期 大气粉尘载荷的变化，对反演沙漠演化、大气环流有重要意义。古里雅冰芯记录表明， 大气粉尘的中、长期变化可能取决于气候参量的组合特征：“冷－干”气候阶段粉尘量 上升，ＥＣ和ＯＨ－值高；“暖－湿”阶段粉尘量下降，ＥＣ和ＯＨ－值低。２０世纪初以来，随 着藏北高原气候呈现暖湿化趋势，大气粉尘载荷明显下降。因此，ＥＣ可作为显示大气尘 埃载荷变化的宏观标尺，是气候波动的“指示器”。     

末次冰期青藏高原的气候突变--古里雅冰芯与格陵兰GRIP冰芯对比研究

通过对古里雅冰芯的研究和与格陵兰GRIP冰芯的对比 ,探讨了末次冰期青藏高原的气候突变事件 .冰阶 间冰阶变化以及反映大范围气候变化的 7次暖事件 (BrΦrump ,Odderade,Oerel,Glinde ,Hengelo ,Denekamp ,BΦlling) ,在两冰芯中都有一致的反映 .但古里雅冰芯记录有一系列独具的特征 .古里雅冰芯中气候由暖变冷的速率及气候变化幅度都大于格陵兰GRIP冰芯记录 .古里雅冰芯记录的另一显著特征是 ,在距今 18～ 3 5ka时 ,出现了一系列时间尺度在 2 0 0a左右的循环 ,其中温度变幅超过 7℃的升温事件 2 2次 ,超过 7℃的降温事件 2 0次 ,而温度变幅在 3℃以内的升温、降温事件达 10 0多次 .研究表明 ,不同的因子对不同时段的气候突变起作用 .冰阶 间冰阶尺度的气候由暖变冷的突变是由太阳幅射变化驱动并经青藏高原积雪面积变化放大作用导致的 ,而更短时间尺度的气候突变是太阳活动和季风相互作用的结果 .     

古里雅冰芯中末次间冰期以来气候变化记录研究

通过对古里雅309m冰芯上部268m的研究,重建了末次间冰期以来的气候环境变化.根据对古里雅冰芯 δ~(18)O的研究,可以清楚地划分出阶段1(冰后期)、2(末次冰期冰盛期)、3(末次冰期间冰阶)、4(末次冰期早冰阶)和5(末次间冰期).阶段5又可分出a,b,c,d,e 5个亚阶段.古里雅冰芯δ~(18)O记录明确地显示了青藏高原温度变化和太阳辐射的密切关系.研究表明,太阳辐射是驱动青藏高原气候变化的主要因子.古里雅冰芯记录与北极格陵兰冰芯和南极Vostok冰芯的对比研究表明,这些相距遥远、不同地区冰芯所记录的大的冷暖事件变化是一致的.但不同地区气候变化幅度是不一致的.青藏高原地区变化幅度大于北极地区和南极地区.     

青藏高原达索普冰芯2 ka来温度与甲烷浓度变化记录

通过对喜马拉雅山达索普冰芯气泡中包裹气体的提取分析和对冰芯中氧同位素分析, 讨论了近2 ka来达索普冰芯记录的温度与大气甲烷浓度的变化. 结果表明, 该冰芯中d 18O记录所反映的温度变化事件与青藏高原北部的敦德冰芯记录的气候事件及中国东部乃至北半球的温度变化趋势十分相似, 近百年来的升温趋势同中世纪暖期时的升温趋势基本一致; 自工业革命以来, 达索普冰芯气泡中记录的甲烷浓度呈快速的增长趋势, 与全球大气甲烷浓度的变化趋势一致. 工业革命以前, 达索普冰芯记录的大气中甲烷浓度在825 nmol·mol-1上下波动, 是目前青藏高原大气中CH4浓度(2000±100 nmol·mol-1)的40%左右. 与南极及格陵兰同时代的冰芯记录相比, 达索普冰芯中记录的CH4浓度要高出15%~20%左右, 而且达索普冰芯甲烷浓度具有更强的波动性, 这种波动与温度变化关系紧密.     

青藏高原2ka来温度与降水变化——古里雅冰芯记录

古里雅冰芯中~(18)O和冰川积累量高分辨地和连续地记录了过去2ka来的温度和降水变化。在这一段时间内,曾出现了8次暖期和7次冷期。其中4次重要寒冷事件有3次出现在小冰期,1次出现在11～12世纪。降水的波动相对较小,这段时间内共出现过5次相对高降水期和4次相对低降水期。古里雅冰芯所记录的温度与降水的长期变化趋势呈正相关,但降水变化滞后于温度变化。     

近130ka中国黄土磁化率气候记录与南极冰芯气候记录

黄土高原中部的陕西泾阳、旬邑黄土剖面具有高分辨率气候记录,记录了130ka 以来的气候波动,一些细微的气候波动也被记录下来。位于大陆的黄土磁化率气候记录可以与南极冰芯气候记录对比。结果表明:Lorius 与 Jouzel 等将冰芯同位素曲线划分为 A、B、C、D、E、F、G、H 冷暖阶段,可与黄土磁化率气候曲线划分的1、2、3、4、（5、6、7）、8,9、10冷暖阶段对比。其中冰芯记录所反映的 A、C、E、G（或黄土记录反映的1、3、5、6、7、9）为暖阶段:B、D、F、H（2、4、8、10）为冷阶段。总之,黄土磁化率记录曲线与冰芯气候记录曲线的形态极为相似,指示了黄土高原地区的大陆气候变化与极地气候变化同受全球变化的影响。这证明了极地冰量变化与东亚大陆冬、夏季风强弱变化,是全球气候变化在极地与大陆的两种表现形式。黄土记录的气候变化时间滞后于冰芯记录,可能暗示着大陆气候变化滞后于极地气候变化。     

宁金岗桑冰芯不溶性微粒的岩石磁学性质及其环境意义

冰芯中所含不溶性微粒与大气粉尘沉降过程密切相关,是重建气候环境变化的良好载体.本文对宁金岗桑冰芯（56m,公元1864～2007年）样品中不溶性微粒进行了系统的岩石磁学研究.结果表明,不溶性微粒的载磁矿物以低矫顽力、准单畴颗粒的磁铁矿为主.在过去的144年中,磁性矿物的粒径无显著变化.但是其含量（饱和等温剩磁指标）变化以～1980年为界,之前变化稳定,之后显著增多.这一现象与青藏高原及北半球的气温变化在大的趋势上具有良好的相似性.我们认为磁性颗粒的增加与气候变暖有着一定的关系.其可能的机制是：在大的时间尺度上,气候变暖导致的冰川退缩和局地气候不稳定使得冰芯中含有磁性矿物的大颗粒物质增多,而与年降水变化相关的沙尘天气频率相关性较弱.因此,青藏高原冰芯不溶性微粒的饱和等温剩磁可能在趋势上反映了气候变暖,为研究该区大气粉尘的沉降过程提供新参数.     

青藏高原东部RM孔140ka以来湖泊碳酸盐同位素记录的古气候特征

通过若尔盖盆地RM孔湖泊化学沉积碳酸盐氧、碳同位素代用指标,重建了该区近140ka以来的古气候演化历史,其中末次冰期气候至少存在有7次暖波动及5次冷事件,其波动特征可与冰芯及深海记录相比较;而末次间冰期内部的次级波动与格陵兰冰芯GRIP氧同位素记录相一致,早期的Eemian暖期也存在两次冷波动.研究结果揭示了末次间冰期和冰期气候的不稳定性.色素和碳酸盐含量指标也具有与氧同位素记录相似的结果.     

珠穆朗玛峰东绒布80.36 m冰芯δ18O记录的气候意义

珠穆朗玛峰东绒布80.36 m冰芯δ18O记录与喜马拉雅山南、北坡气象资料和北半球气温变化之间的关系表明, 该冰芯δ18O基本上不反映年际温度的变化, 但冰芯δ18O与净积累量具有负相关关系, 这是该地区夏季降水(占全年降水量的80%以上)中δ18O"降水量效应"的一种具体表现. 东绒布冰芯δ18O的变化可作为印度季风活动强弱变化的替代指标. 在季风活动强盛阶段, 冰芯中δ18O平均值较低; 在季风活动衰弱阶段, 冰芯中δ18O平均值较高.     

青藏高原北部马兰冰芯记录的近千年来气候环境变化

根据青藏高原北部可可西里马兰冰芯记录, 重建了该地区1129A.D.以来的气候环境变化. 马兰冰芯中δ¹⁸O记录表明, 近千年来该地区暖季气温呈上升趋势, 20世纪升温在其自然变化范围之内, “中世纪暖期”和“小冰期”在该冰芯记录中均有表现. 在该冰芯记录时段内, 最暖的世纪是17世纪, 最暖的年代是1610 s. 马兰冰芯中污化层厚度比率是沙尘天气发生频率的良好指标, 据此建立了该地区近870 a来沙尘天气发生频率的变化过程, 并发现该冰芯记录的沙尘天气发生频率变化与气温变化之间在10¹~10² a时间尺度上存在显著的负相关关系. 通过对青藏高原北部相关冰芯、树轮等记录的综合分析, 揭示出温湿气候时期沙尘天气发生频率较低, 而冷干气候时期沙尘天气发生频率较高. 近200 a来沙尘天气发生频率呈现明显减少趋势.     

晚冰期以来青海湖沉积物多指标高分辨率的古气候演化

通过青海湖沉积物孢粉、碳酸盐、有机C, N和有机δ¹³C等多项指标的综合分析, 建立了青海湖晚冰期以来的高分辨率古气候演化序列. 结果表明, 18.2 cal. ka BP左右为末次冰期盛冰阶进入晚冰期的界限, 自15.4 cal. ka BP起气候开始向暖湿化发展, 7.4 cal. ka BP时达到了暖湿组合的鼎盛期, 4.5 cal. ka BP以后气候又逐步转入冷干. 晚冰期向全新世转换期间气候的冷暖干湿波动十分频繁, 其特征与北大西洋深海沉积、格陵兰冰芯、欧洲地区湖泊沉积以及中国黄土、古里雅冰芯等记录的古气候具有一定的可对比性. 青海湖地区晚冰期以来的古气候演化特征揭示了万年尺度上东亚季风的源驱动力同太阳辐射有关.     

FOAM海气耦合模式中印度洋海温年际变化在厄尔尼诺不同发展阶段的影响

热带印度洋与热带太平洋是全球海气耦合最活跃的区域之一,两者的海温场中均存在着显著的年际变化模态,而且这两个洋盆间的海温异常模态间是相互联系的.本文采用一个复杂的全球海气耦合模式,模拟了两组分别包含和不包含热带印度洋海温年际变化对热带大气强迫的耦合试验,对比研究印度洋海温年际变化在厄尔尼诺事件演变中的贡献.结果表明,热带印度洋海温年际变化的存在使得厄尔尼诺事件的成熟期强度增加,且在厄尔尼诺的发展年秋季出现明显的快速增长.但在厄尔尼诺衰亡年,热带印度洋海温年际变化却使得热带太平洋暖海温减弱甚至转变为冷海温,使得厄尔尼诺事件的演变周期减短.具体来讲,发生于厄尔尼诺发展年的印度洋偶极子正异常事件能够在热带印度洋东部到热带西太平洋之间强迫出一支异常的下沉气流及异常Walker环流,加强原有的西太平洋低层西风异常,通过海洋平流及波动调整过程增强厄尔尼诺期间太平洋的暖海温异常;而在厄尔尼诺衰亡年出现的印度洋全洋盆增暖则在南亚季风爆发的背景下,在印度大陆上空产生一支明显的异常上升气流,激发西太平洋东传的Kelvin波及低层大气的东风异常,削弱了热带太平洋洋面的西风异常,促使厄尔尼诺从暖位相向冷位相转化,并使得西北太平洋出现反气旋式大气环流和降水的减少.因此,印度洋海温偶极子模态主要影响厄尔尼诺事件的发展阶段,而印度洋海温洋盆一致变化模态显著影响厄尔尼诺事件的衰亡阶段,两者均可通过改变大气环流而遥强迫太平洋海域.     

西昆仑山南红山湖沉积反映的过去150年湖区环境变化

采用～２１０Ｐｂ和～１３７Ｃｓ方法对西昆仑山南红山湖 ２号孔（长 １．０７ ｍ）湖泊岩芯进行了定年和沉积速率研究，获得了分辨率达１．４年的过去约１５０年（１８５０～１９９７年）连续湖泊沉积环境序列．该沉积柱子的总有机碳、总氮、元素地球化学、碳酸钙、粒度、介形虫丰度等变化表明，这些环境代用指标具有很好的一致性，反映了湖区环境具有１９世纪下半叶的冷湿、１９世纪末期到２０世纪２０年代的暖湿和２０年代开始的暖干变化背景．２０年代以来又具有次一级的冷暖／干湿波动，可以划分为１９２２～１９６０年间的冷干／暖湿波动、１９６０年以来的强烈暖干化以及出现于７０年代中期到８０年代末期的短暂冷湿过程．其中，７０年代中期至末期的湿润时期和８０年代中期开始的干旱环境在邻近地区的器测气象记录中得到证实，粒度数据与器测降水记录具有较好的相关性．与同一地区的古里雅冰芯记录对比，该孔指示环境冷暖的代用指标（ＴＯＣ）与冰芯中代表温度变化的δ～１８Ｏ变化具有很好的对应关系，但指示干湿程度的指标与冰芯中代表降水大小的冰川积累量变化关系较差．该孔湖泊沉积记录表明，选取的代用指标具有明确的环境意义，湖芯序列能够反映高分辨率的气候环境变化．     

天山乌鲁木齐河源1号冰川积雪内痕量金属元素的季节变化及其环境意义

天山乌鲁木齐河源1号冰川雪坑样品中痕量金属Pb, Cd, Zn, Fe, Al的季节变化和淋融作用进行了研究. 2002年9月~2003年9月在1号冰川东支海拔4130 m粒雪盆, 共采集113个雪坑样品, 用于痕量金属分析. 结果表明1号冰川表层雪中Pb, Cd, Zn, Fe, Al的平均浓度分别为2.48, 0.04, 9.34, 122.70, 131.07 ng·g^-1. 分析表明, 这些金属主要来自岩石风化物和土壤粉尘及人类活动对大气的污染. 痕量金属输入具有明显的季节变化: 冬季高, 夏季低, 春、秋季为过渡时期. 初步分析有两个原因: (1) 冬季人类活动对痕量金属输入的贡献比其他季节显著; (2) 夏季减弱的NE和ENE风减少了对各种物质输送, 且本时期较大的降水量对大气中各种元素有较强的淋洗作用. 淋融作用强烈的改变了痕量金属元素在雪层中的分布. 各种金属的雪坑平均浓度亦呈现明显的季节变化: 冬季高, 夏季低, 且与同期气温呈明显反相关关系.     

青海湖QH-2000钻孔沉积物粒度组成的古气候古环境意义

据孢粉记录所划分的气候演化阶段,研究了青海湖QH—2000孔沉积物粒度组成的变化．结果表明,冷干和暖湿气候条件下沉积物的粗颗粒组分明显增多;介于二者之间的气候条件下,沉积物的粒径变化相对较平缓．QH—2000孔沉积物粒度的波动特征表明：晚冰期冰川的消融开始于14300aBP左右;博令(Boelling)暖期是冰川大量消融的时期,冰融水对青海湖的补给结束于博令暖期的晚期,即12000aBP左右;新仙女木冷事件和8200aBP左右的冷事件具有突变性的特点．全新世大暖期结束后,气候在转型过程中具有相对冷暖和干湿的快速波动特征;2100—0aBP间,沉积物粒度的变化特征同人类活动有关．     

慕士塔格冰芯中微粒的粒度记录

通过慕士塔格海拔6350 m高度处冰芯中微粒的粒度和粒径分布特征的分析, 初步获得了该支冰芯所反映的大气粉尘搬运与沉积特征. 在数量上, 细颗粒(<5 μm)占主要成分; 而在体积分布上, 粗颗粒有重要的贡献, 而且高浓度样品的粒径－体积关系符合对数正态分布特征, 具有比格陵兰冰芯样品更大的体积众数粒径和标准偏差; 但是部分低浓度样品的体积分布特殊, 不符合这一特征. 慕士塔格冰芯的粒度记录反映了高海拔近源区粉尘的沉积特点, 与远源沉积的极地冰芯存在差别.     

近2000a古里雅冰芯10a尺度的气候变化及其与中国东部文献记录的比较

据古里雅冰芯提供的高分辨率按 1 0a为单位统计的δ18O和积累量记录 ,划分出 2 70a以前的高温湿润期 ,2 80～ 96 0a的低温干旱期 ,970～ 1 5 0 0a的中温干旱期 ,1 5 1 0～ 1 92 0a冷暖波动强烈的“小冰期”及 1 92 0a后的升温期 .在温度和降水组合中 ,冷湿 1 0a的次数 ( 1 4次 )略少于冷干 1 0a( 1 6次 ) ,而暖湿 1 0a( 1 0次 )远多于暖干 1 0a( 4次 ) ,以相邻 2 0～ 30a的δ18O值相差 2‰ ,相当 3℃作为突变统计标准 ,则自 3世纪至今共发生 33次之多 .和中国东部文献记录的最新综合研究结果比较 ,许多重大气候事件是同时以至同年代出现的 ,反映低中纬度带相距很远的不同区域间气候变化的共同特征 ,但也有显著的差别 ,主要在“中世纪暖期”东部有相当表现而西部不显著 .近 1 2 0 0a低频变化趋势 ,东部呈显著降温 ,西部则有所上升     

济州岛西南泥质区近2300 a来环境敏感粒度组分记录的东亚冬季风变化

对位于东海陆架济州岛西南泥质区的B2孔进行了沉积物粒度分析, 从中提取出了对沉积环境变化敏感的粒度组分. 研究表明该敏感组分的粒级含量和平均粒径变化主要受东亚冬季风的强弱变化制约. 根据以上粒度指标与AMS14C测年相结合建立了近2300 a东亚冬季风高分辨率的时间变化序列. 结果表明近2300 a东亚冬季风变化和中国东部气候变化序列有较好的一致性, 可以划分为四个阶段: 1900 aBP (50 AD)以前和1450 ~ 780 aBP (500 ~ 1170 AD)这两个阶段东亚冬季风相对较弱, 与气候变化的暖期相对应; 1900 ~ 1450 aBP (50 ~ 500 AD)和 780 ~ 219 aBP (1170 ~ 1731 AD)两个阶段为东亚冬季风强盛期, 与气候变化的冷期对应, 后者为近2300 a以来最寒冷的气候阶段, 对应于小冰期. 其中各阶段内部东亚冬季风有明显的次级波动. 在1900 aBP (50 AD)和780 aBP (1130 AD)前后有两次明显的阶段性的气候由暖转冷突变事件, 后者可能与全球尺度大气环流的改变有关.     

高分辨率黄土剖面记录的末次间冰期东亚季风的不稳定性特征

选取高分辨率黄土剖面是深入研究末次间冰期东亚气候变化的首要前提. 通过对六盘山东、西部两个高分辨率S1地层记录的对比研究, 发现两剖面S1地层均发育5层古土壤、堆积4层黄土, 指示MIS5阶段存在5次强夏季风事件和4次强冬季风事件. 这些气候事件与东亚季风区的其他记录及NGRIP冰芯记录、北大西洋钻孔记录中的冷、暖事件呈现良好对应关系, 暗示在末次间冰期, 北半球气候存在较大的不稳定性. 地层中与5a, 5c亚阶段相对应的层位, 均发育有两古土壤亚层及堆积一黄土层, 与5e相比, 5a, 5c则表现出更大的波动幅度和更多千年尺度上的快速波动, 而5e亚阶段的气候则较为稳定.     

德令哈大气水汽中δ~(18)O的时间变化特征——以2005年7月～2006年2月为例

大气水汽中氧稳定同位素是研究气候现代过程的重要手段.根据测得的青藏高原东北部德令哈2005年7月~2006年2月大气水汽中δ18O以及观测的气象要素,分析了德令哈大气水汽中δ18O的变化特征以及与温度、比湿的关系.研究结果表明,德令哈大气水汽中δ18O季节变化显著,夏季值高于冬季值;在取样期间存在较大的波动,波动幅度超过37‰;受温度季节变化影响,德令哈大气水汽中δ18O的日变化与日平均温度之间存在着明显的正相关关系;德令哈大气水汽中δ18O与大气中水汽含量的关系较复杂,研究发现在季节尺度上,冬季大气水汽中δ18O与空气比湿成正相关关系,但在夏季,大气水汽中δ18O显著受到降水的影响而与空气比湿显现相反的关系;德令哈大气水汽中δ18O值低于当地降水中δ18O值,它们之间平均差值?δ18O为10.7‰;德令哈大气水汽中δ18O值受到降水事件的影响,在7,8月间相对偏低,模拟结果显示,降水事件使德令哈大气水汽中δ18O值在7,8月间平均偏低7‰.