Nonlinear coupling between 100 ka periodicity of the paleoclimate records in loess and periodicities of precession and semiprecession

It is apparent that there are three periods in various Quaternary paleoclimate records, the pe-riod of the Earth抯 orbital eccentricity cycles, ~100 ka, the period of the Earth抯 obliquity cycles, 41 ka, and the periods of the precession cycles, 23 ka and…     

古气候数值模拟:进展评述

数值模拟是古气候研究的一个重要内容。过去30年来,古气候数值模拟研究在相当程度上深化了我们对古气候变化机制的理解。在轨道尺度上,数值模拟证明了冰后期气候系统变化主要是对地球轨道参数变化的响应,同时揭示了温室气体、植被、海洋、冰盖等反馈因子的重要性。针对短尺度气候变化,数值模拟揭示出大洋传送带对北大西洋淡水注入的敏感性。在构造尺度上,数值模拟揭示了气候系统对于高原抬升、海道开合、大陆漂移导致的古地理变化、大气CO2浓度变化和太阳常数变化等的响应,揭示了气候系统突变对驱动因子阈值的敏感性。目前,古气候模拟研究中还存在分辨率不高、模拟结果与记录不完全吻合、模拟的边界条件不清楚等诸多问题。今后古气候模拟研究的改进有赖于模式的改进和计算机运算速度的提高,也有赖于对变化机制的更深理解和对边界条件更精确的重建。     

晚更新世季风-沙漠系统千年尺度的不规则变化及其机制问题

会宁李家塬晚更新世黄土高分辨率的磁化率、粒度分析结果初步表明:北半球高纬地区的Dansgaard-OeschSer(D-O)旋回在中国黄土中亦有记录,意味着在格陵兰冰芯中发现的气候不稳定性同时存在于中、低纬度地区.黄土的颗粒变化进一步表明:中、低纬地区的不稳定性是叠加在全球冰量总体变化之上的,这点与格陵兰冰芯记录不同。     

中国黄土和阿拉斯加黄土磁化率气候记录的两种模式探讨

在中国和中欧黄土-古土壤研究中发现的磁化率与成壤作用(或古气候温湿程度)的正相关性已被第四纪科学家广泛认识,并应用于古气候研究中.成壤过程形成的亚铁磁性矿物被认为是古土壤磁化率增加的主要原因;然而,这一模式并不一定适用于其他黄土沉积地区,如阿拉斯加和西伯利亚黄土沉积显示了一个完全相反的磁化率行为,即在黄土层获高磁化率值而在古土壤层获低磁化率.这种相反的关系过去被解释为磁化率反映的是与风动力吹来的亚铁磁性矿物的含量,即与风速或风力大小有关.本研究发现阿拉斯加黄土与古土壤的磁性矿物性质有明显差异,不仅仅是粒径的大小,还有磁性矿物的种类即矿物相的差别.这一证据很难单纯以风力强度的大小来解释,意味着阿拉斯加古土壤的低磁化率至少部分是在成壤过程中亚铁磁性矿物发生改变(如溶解)而造成,表明阿拉斯加黄土和中国黄土的磁化率与古气候记录可能存在两种模式,即氧化和还原条件下的成土模式.黄土磁化率在不同的气候(温度湿度)条件下有着不同的对应关系:在低降水量、高蒸发量的干旱氧化成壤条件下,利于亚铁磁性矿物的生成,其磁化率与古气候的关系呈正相关,如中国和中亚黄土;在高纬高湿的还原成壤条件下,亚铁磁性矿物会被破坏被分解,其磁化率与古气候呈负相关关系,如阿拉斯加黄土.如果成壤条件在氧化和还原之间来回变换,那么就很难找到两者之间的联系.因此,将磁化率应用于古气候的重建时要加倍的小心.     

古气候记录的时间标尺及相位关系计算——以塔吉克斯坦Chashmanigar黄土剖面为例

轨道调谐法是确定第四纪地层时间标尺的主要手段,但人工进行轨道调谐确定时间标尺具有可操作性差、客观性差、工作量大及很难得到最佳结果等缺陷,本文描述了利用计算机自动进行轨道调谐以厘定古气候记录时间标尺的方法步骤.对于不同的气候替代性指标时间序列之间在主要周期频率上的相位关系,作者提出了利用演化凝聚函数法进行计算的新方法.作为实例,利用上述方法对塔吉克斯坦Chashmanigar黄土记录进行了时间标尺和相位关系演化的计算.     

风成沉积物4~16 mm石英氧同位素记录及其物质来源意义

通过对灵台剖面7.0 MaBP以来的黄土-红粘土堆积以及黄土高原和北京6个马兰黄土剖面的石英氧同位素分析, 发现石英氧同位素比值受沉积后作用的影响不明显, 同一粒径颗粒的石英氧同位素比值比较能够较好地反映源区变化特征; 灵台剖面红粘土的氧同位素比值的变化范围以及波动特征和第四纪黄土-古土壤相似, 表明红粘土和其上的黄土有类似的沉积物源系统; 此外, 整个剖面上的石英氧同位素比值的波动可能仅反映了物源区域的变化.     

联系沙漠-黄土演变过程中耦合关系的沉积学指标

从沙漠 黄土过渡带的榆林到黄土高原的南缘渭南 ,在这南北向的断面中 ,对 9个黄土剖面进行了系统的采样和粒度分析 .通过观察晚更新世不同时期黄土沉积中砂粒 ( >6 3μm)百分含量的空间变化后发现 ,沙漠的进退变化是控制黄土沉积中颗粒变化 ,尤其是砂粒含量变化的一个重要因素 .由此提出用沙漠 黄土过渡带风成沉积中砂粒百分含量变化作为指示沙漠进退的一个代用指标 ,从而将黄土研究与沙漠研究结合起来 .在此基础上 ,对黄土高原西部的两个剖面 (李家塬、姬塬 )进行了高分辨率的粒度分析 ,发现在末次冰期时 ,沙漠环境存在着千年数量级的不稳定变化 .     

灵台红粘土和黄土-古土壤序列的地球化学演化

沉积物的化学成分无疑取决于来源物质的成分和沉积后的化学作用。对来自于甘肃灵台7MaBP以来风成沉积序列的红粘土、黄土和古土壤样品的化学分析表明,风成沉积物化学成分的演化主要由沉积前所经历的各种地表作用(尤其是风化作用)所决定,当地成壤作用对化学成分的影响叠加在10⁶a演化趋势上5反映风化程度的化学指标Na／Al值和Fe²⁺／Fe³⁺值总体均呈逐步增加的趋势,基本一致于上新世以来全球气候变化的趋势,这可能与青藏高原隆升和北半球冰盖发育加速粉尘物质源区侵蚀同时降低化学风化程度有关。     

倒数第二次冰期气候不稳定性的黄土记录

自格陵兰冰芯的氧同位索曲线发表以来,有关“轨道”以下尺度（即千年级）气候变化历史的研究工作,在全球范围内已做了许多。这些工作较为一致地证明,尽管不同区域内短尺度气候变化的特点不一定相互一致,但冰期气候不稳定性现象还是普遍存在的。但是,迄今为止,有关这方面的研究工作主要集中在末次冰期,因此,气候不稳定性是否存在于第四纪的其它冰期尚不得而知。最近,我们对会宁李家源剖面黄土沉积的S。～LZ段落做了详细的采样和粒度分析,样品间距为2cm,粒度分析结果如图l。会宁李家源剖面位于黄土高原西部,S。～S。的总厚度为4…     

末次冰期中国黄土古气候记录与高纬冰心及热带海洋记录对比

通过对比南北半球高纬冰心记录、热带海洋记录及中国黄土古气候记录，获得末次冰期全球气候变化的两套模式的认识。一套模式以格陵兰冰心记录为代表，具有高频变化、等值波动、快速转换等特征。另一套模式以苏禄海、南极冰心记录为代表，表现为与全球冰量变化相似的特征。中国黄土粒度记录了两套模式的过渡类型。两套模式反映了全球气候系统的两套连通机制，一套是通过冰量变化—海面变化，传达气候变化信息；另一套是通过冰量变化—大气圈波动—粉尘、水汽波动，引起气候系统的不稳定性变化。作为两套模式的过渡类型，黄土粒度的冰量变化特征可能是沙漠界限变化的反映，而短周期波动则可能与冬季风强度变化有关。黄土粒度的短周期波动与格陵兰冰心记录的较好对比说明它们之间存在由大气圈过程（包括大气环流、粉尘和水汽等）传递的联系。