黄河源区阿尼玛卿山耶和龙冰川积雪中不溶微粒组成特征及环境意义

2005年9月下旬,在黄河源区阿尼玛卿山耶和龙冰川平衡线附近挖取了6个雪坑,固定层厚采集了89个雪冰样品,分析了样品的δ¹⁸O值及不溶微粒的浓度、粒径,研究了耶和龙冰川中不溶微粒的时空分布特征及环境意义。结果表明：雪冰样品中不溶微粒浓度平均值为1.1×10⁵个·mL^-1,PM₁₀占到总粒子的99%;以微粒数浓度为权重计算的平均粒径分布在1.1~1.8 μm之间,说明耶和龙冰川积雪中不溶微粒以细粒子为主;不溶微粒的粒度谱分布不符合正态分布规律,粒子浓度的众数出现在小粒径;微粒源区输入和大气环流强度是控制积雪中不溶微粒特征的主要因素。源区输入和风场强度均较大时,积雪中不溶微粒浓度及粒径均较大;源区输入较弱而风场强度较大时,积雪中微粒浓度有所增加,粒径增加更加显著。结合HYSPLIT-4模式研究发现,在耶和龙冰川积雪中不溶微粒的浓度及粒径随雪坑深度的变化可以反映气团强度的季节变化,夏季降水增加使微粒的季节变化更加显著。西风携带的塔克拉玛干沙漠和中亚干旱区尘埃是耶和龙冰川春、秋季节积雪中不溶微粒的重要来源。     

青藏高原冰雪不溶微粒研究进展

不溶微粒是冰雪中重要的气候环境变化参数，通过冰雪中微粒记录研究气候环境变化是冰雪研究的一个重要方向。20世纪中后期对冰雪微粒的研究主要集中在南极和格陵兰，到20世纪末期时一些研究人员开始关注中纬度的冰雪微粒的研究，特别是青藏高原冰雪微粒的研究。到目前为止，共有4根冰芯（敦德冰芯、古里雅冰芯、达索普冰芯和慕士塔格冰芯）和数个雪坑开展了微粒研究。青藏高原冰雪微粒研究主要从微粒定年、微粒浓度、粒径分布、特殊事件的记录以及与可溶性离子的关系等方面进行了研究。主要回顾了从80年代末开始的青藏高原冰雪微粒研究的一些主要方法和主要成果并且展望了今后微粒重点研究的方向。     

慕士塔格冰芯记录的细菌菌群的沉积特征*

文章对一支长22. 4m的慕士塔格冰芯上部12. 5m的分析结果表明, 细菌菌群分布与尘埃含量具有密切的 对应关系, 初步揭示了大气环流的生物输送作用和微生物对局地环境变化的响应特征。研究表明, 冰芯中可培养 的细菌数量与细菌菌群生物量分布趋势一致, 在一定的深度范围内均表现出剧增或剧减的变化形式, 呈现出不均 一的“层状分布”特征。冰芯中发现的优势细菌类群随深度的变化也表现出明显的“层状分布”特征。与不溶矿物 微粒数量浓度的比较研究表明, 细菌生物量的波动与微粒数量浓度具有很好的对应关系。该项研究揭示了气候环 境变化对冰芯细菌菌群数量及其多样性分布的重要影响。     

普若岗日冰芯中不溶微粒元素地球化学特征对气候环境的指示意义

对普若岗日冰芯上部7.5 m样品中不溶微粒的元素含量进行了测定,分析了不溶微粒中Na、K、Mg、Fe、Zn和Al等元素近30年来的含量及相对含量变化特征.通过普若岗日冰芯中不溶微粒的元素含量、元素组分对相对含量等多参数的变化特征与青藏高原腹地降水量及温度记录的对比分析发现,冰芯不溶微粒中元素地球化学参数的变化与源区气候环境的演变具有较好的一致性.因此可以认为,冰芯中不溶微粒的元素地球化学特征能够作为指示区域气候环境演变的指标.     

现代冰川中的微粒研究与气候环境变化

现代冰川雪冰中的微粒是重建过去气候环境变化的一项重要替代性指标。根据前人对极地冰盖和山地冰川冰芯及雪坑样品中的微粒粒径、矿物特征和含量变化等研究成果,讨论了微粒粒径变化,微粒与火山活动、大气气溶胶的关系,以及冰芯测年、微粒来源等相关分析,认为微粒中的代表性矿物、火山玻璃、粗糙系数和粒径分布可作为确定微粒源区的指标;微粒含量的变化与大气环流、气温高低及干湿程度密切相关,微粒含量的高值对应冷干气候,反之为暖湿;大气环流加强时,微粒含量增加,反之减少。微粒研究还能获得如火山活动、人类影响等特殊事件的信息。     

冰芯中的不溶微粒及其气候和环境意义

文章对冰芯中不溶微粒的研究回顾和展望，着重讨论了不溶微粒研究在断代，揭示气候环境变化，人类活动和反映大气本底溶胶方面所取得的进展，未来不溶微粒的研究将向中低韧度扩展，并在有机质，宇宙尘，化学成分和矿物成分方面得以加强。     

冰芯中不溶微粒的研究进展

冰芯中的微粒是反映大气粉尘的直接指标,其研究内容包括浓度、通量、粒径和矿物组成等在不同时期的变化特征以及其对全球气候的影响.简要地介绍大气粉尘对全球气候的影响,总结了近年来冰芯中的微粒研究以及用于解释末次冰盛期时高粉尘的几个气候模型的主要进展,着重讨论利用微粒的同位素特征来确定其来源以及利用微粒记录进行定年的方法与结果.     

基于微粒变化对崇测冰帽浅层冰芯的定年结果

冰芯年代学的建立, 对于稳定同位素定年方法失效的钻点尤为困难. 依据粒径在0.66～1.33μm之间的不可溶尘埃微粒的浓度垂向分布, 并结合阳离子Ca2 的浓度剖面变化, 实现了对崇测冰帽冰芯浅层的断代. 该冰芯钻自海拔6 532 m的冰穹顶部, 解析的18.7 m冰芯长度占到钻点冰层深度约2/5, 辅助的定年参数包括钻点表层5 a的实测净积累率和大气核试验的地层标志. 综合各种技巧定年, 崇测冰帽该冰芯覆盖的记录年代为1902-1992年, 最底部累积误差在±2 a(约为2%).     

雪冰中的黑碳记录研究的历史回顾

黑碳(Blackcarbon)是一类大气气溶胶,也是重要的气候驱动因子之一,它与人类活动密切相关.迄今发现,雪冰是保存和记录历史时期黑碳变化的最好介质.根据前人对南极冰芯、格陵兰冰芯、中低纬度山地冰川冰芯以及雪坑样品中的黑碳记录的研究成果,讨论了不同研究地区雪冰中黑碳含量的变化,黑碳对气候环境突变、大气环流变化的响应,总结了人类活动与雪冰黑碳记录之间的关系.雪冰黑碳记录还可以获得如森林大火这样的特殊事件的信息.     

极地冰芯不溶性微粒研究进展

极地冰芯包含了大气循环的各种信息,微粒作为其中一个重要的参数,在揭示古环境和古气候信息中起着很重要的作用。冰芯中微粒的含量变化可用于年层的划分,矿物和粒径特征可以用于源区以及大气本底值的研究。另外,微粒记录中还包含了火山、沙尘暴以及人类活动等特殊事件的信息。在过去的50年间,在几大冰芯研究的基础上,极地冰芯微粒的分析工作已取得了很大的成果。近年来,得益于测试水平的迅速提高,微粒研究工作有了长足进展。展望未来,人们将会开拓更新的研究领域。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川雪坑中pH值和电导率的季节变化及淋溶过程

自2002年9月14日至2004年9月28日，在天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区雪坑中连续观测取样，频率为1次/周。对表层雪样品和粒雪坑样品的pH值和电导率进行了分析。结果表明，表层雪的pH值和电导率具有明显的季节变化趋势，与本区域的主导山谷风风向NE和ENE密切相关。在春季，由于尘暴发生频率的增加，表层雪的pH值呈现较强碱性，电导率达到最大值；在冬季，由于原生气溶胶向次生气溶胶的转化，pH值呈现较弱碱性，电导率达到最小值。在后沉积过程中（2003年10月4日至2004年9月8日），雪坑中不同时期的pH值和电导率呈现不同的季节变化特征和淋溶过程。电导率的峰值P1进入粒雪冰的时间比与它相对应的大粒径（直径>10 μm）微粒的浓度峰值提前40天左右；在有的雪坑中，pH值和电导率的峰值出现在污化层附近，与污化层的位置有较好的一致性，说明污化层对可溶性离子的淋溶作用可能有一定的影响。相关分析表明，Ca2+是影响表层雪中pH值和电导率变化的最主要离子。     

挪威山地冰川上雪和粒雪中δ18O的解释及对区域气候的指示意义

Variations of δ18O in the snow which accumulates at a Nordic temperate glacier during the win-ter are not entirely eliminated after a few months of ablation in the following summer. Survive of isotopicsignals closely relates to the re-freezing capacity of snow accumulated in winter when its temperature wasbelow 0 ℃. The melt-water re-freezing ice layers formed in winter hindered subsequent melt-water percolation in summer when snow temperature was at melting point and, therefore, varied isotopic record wasreserved between these ice layers. The isotopic record in snow pack can provide an estimate of the ap-proximate trend of the most recent winter season temperatures. The relationship between regional tem-perature changes and δ18O values in the snow pack is affected by many natural factors, but 1989-1990 (aglacier balance year) winter air temperatures were reflected in the snow which remained on the glacierAustre Okstindbreen at an altitude of 1 350 m in July 1990. There was larger amplitude of variations ofδ18O values in the 4. 1 m of snow above the 1989 summer surface, but variations in the underlying firnwere relatively small. Melt water percolation modifies the initial variations of δ18O values in the snowpack. At a site below the mean equilibrium line altitude on Austre Okstindbreen, increased isotopic bom-ogenization within a ten-day period in July accompanied an increase of the mean δ18O value. Although theisotopic record at a temperate glacier is likely to be influenced by more factors than is that at polar glac-iers, it can provide an estimate of the approximate trend of recent local temperature variations.     

祁连山老虎沟12号冰川微粒在沉积后过程的变化特征

2008年10月和2009年10月在祁连山老虎沟12号冰川积累区采集了2个雪坑样品, 通过样品中δ¹⁸O、可溶性离子、不溶性微粒的变化特点划分了雪坑季节. 2008年雪坑季节变化信号明显, 而2009年雪坑不明显, 微粒浓度、Ca²⁺与Mg²⁺含量在春季较高. 离子平衡、pH值、电导率及同期气象记录观测资料均显示, 2009年雪坑受淋溶影响较大. 淋溶强烈时, 受融水造成的粉尘溶解及离子淋溶的影响, 雪坑中微粒与Ca²⁺、Mg²⁺变化趋势不甚一致; 与Ca²⁺相比, Mg²⁺变化能够较好表征微粒的变化; d>5 μm的微粒可能更易于溶解迁移. 通过分析室内雪冰样品在液态下的变化, 发现伴随静置过程微粒的质量浓度呈下降的趋势, 期间Ca²⁺、Mg²⁺却呈现增加的变化, 可能与碳酸盐矿物的溶解有关.     

乌鲁木齐河源1号冰川积累区表面雪层演化成冰过程的观测研究

根据天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区海拔4 130 m处28个月,每周1次的连续雪层剖面观测,分析研究了雪层厚度、雪层中的污化层、冰片和各种粒雪随时间的演变过程.结果表明:雪层中各种要素的演变受水热条件的影响而呈现明显的季节特征.根据温度、融水渗浸程度及雪层剖面的变化程度,我们将其分成冬季稳定期、夏季剧变期和春秋季波动期分别进行了分析.此外,还对雪层年限与年成冰量等进行了专门讨论.     

Atmospheric pollution indicated by trace elements in snow from the northern slope of Cho Oyu range,Himalayas

Samples collected from a 0.87 m snow pit at a high altitude site in the Cho Oyu range, Himalayas were measured for V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Cd, Sn, Sb, Ba, Tl, Pb, Bi, Th, and U using inductively coupled plasma mass spectrometry. In addition, major ions, oxygen stable isotopes, and microparticles were also measured to assist the interpretation of seasonal variation of trace elements. The trace elements show a distinct seasonality, i.e., higher concentrations during the non-monsoon season than those during the monsoon season. Significant correlation is observed between Ba and the other trace elements. Crustal enrichment factor (EF_c) analysis indicates that V, Mn, Co, Ni, Rb, Sr, and Th originate mainly from crustal dust, while anthropogenic inputs make an important contribution to the other trace elements (i.e., Cu, Zn, As, Cd, Sn, Sb, Ti, Pb, Bi, and U). Evidence from air mass back trajectories suggests that atmospheric trace element pollution reaching the studied area is transported dominantly by Indian summer monsoon during the monsoon season, while it is transported mainly by the westerlies during the non-monsoon season.