锦绣文章傲群伦,精博学问育桃李——敬贺恩师刘东生先生九十华诞

二十几年前,当我们走出校门,师从刘东生院士求学时,先生已是著作等身,名满学界.转瞬间,我们都已年过半百、两鬓成霜,奈何资质愚钝、生性慵懒,对先生博大精深之学问,尚不知掌握其中一二否.     

2050年大气CO2浓度控制：各国排放权计算

本文的主要目的是为即将开始的控制大气CO2浓度的国际谈判,在一些核心问题上提供定量数据.作者指出：要实现控制大气CO2浓度的长远目标,在目前由少数国家主导的且备受争议的减排话语下是难以完成的,必须建立以各国排放配额分配为基石的全球责任体系.本研究首先论证了“人均累计排放指标”最能体现“共同而有区别的责任”原则和公平正义准则,然后设定2050年前将大气CO2浓度控制在470ppmv的目标,接着以1900年为时间起点,对各国过去（1900-2005年）人均累计排放量、应得排放配额以及今后（2006-2050年）的排放配额做了逐年计算,并根据1900-2050年的应得配额数、1900-2005年的实际排放量、2005年的排放水平、1996-2005年排放量平均增速这四个客观指标,将世界上大于30万人口的国家或地区分为四大类：已形成排放赤字国家、排放总量需降低国家或地区、排放增速需降低国家或地区、可保持目前排放增速国家.2005年前,G8国家大多已经用完到2050年的排放配额,累计形成的赤字价值已超过5.5万亿美元（以每吨CO2价值20美元计）,这些国家即使今后实现其提出的大幅度减排目标,它们在2006-2050年的人均排放量上还会大大高于发展中国家,并还将形成6.3万亿美元的排放赤字.发展中国家由于历史上人均累计排放低,大部分处在第3和第4类,即今后尚有较大的排放空间.中国尽管可占全球2006-2050年总排放配额的30%以上,但今后只有降低排放增速,才能做到配额内排放.最后围绕与国际谈判相关的9个问题,提出了作者自己的看法.     

国际温室气体减排方案评估及中国长期排放权讨论

本文对IPCC,UNDP和OECD等7个全球CO2减排方案做了模拟,发现在分配2006～2050年各国排放权时,这些方案不但没有考虑历史上（1900～2005年）发达国家的人均累计排放量已是发展中国家7．54倍的事实,而且还为发达国家设计了比发展中国家大2-3～6．7倍的人均未来排放权,这将大大剥夺发展中国家的发展权益．由此本文明确指出：IPCC等方案违背了国际关系中的公平正义原则,也违背了“共同但有区别的责任”原则,因此没有资格作为今后国际气候变化谈判的参考．本文同时预测了中国在强力推动低碳技术应用情景下2006～2050年的排放预期,并将此结果同全球其他国家和国家集团作了比较,发现即使在450～470ppmv这样严格的大气CO2浓度控制目标下,中国亦有足够的逻辑和道义支持,获得与这个预期相当的排放权．     

米兰科维奇冰期旋回理论:挑战与机遇

米兰科维奇理论认为,北半球高纬夏季太阳辐射变化是驱动第四纪冰期旋回的主因。这个理论的核心是单一敏感区的触发驱动机制,即北半球高纬气候变化信号被放大、传输进而影响全球。最近,由于大量高分辨率及精确定年的气候变化记录的获得,从以下4个方面构成了对米氏理论的挑战:1)一些低纬地区并没有明显的10万年冰量周期,而是以2万年岁差周期为主,表明北半球冰盖的扩张、收缩变化并没有完全控制低纬区的气候变化;2)在最近几次冰消期时,南半球和低纬区的温度增高,要早于北半球冰盖的融化,表明冰消期的触发机制并非是北半球高纬夏季太阳辐射;3)大气CO₂浓度在第2冰消期的增加同南极升温相一致,表明该时大气CO₂浓度增加亦有可能早于北半球冰盖消融;4)南半球的末次冰盛期有可能早于北半球。这就说明单一敏感区触发驱动机制已难以圆满解释所有观察事实,天文因素控制下轨道尺度气候变化机制研究正面临理论突破的新需求和新机遇。     

古新世-始新世极热事件研究进展

古新世-始新世极热事件(PETM事件)是发生在早新生代的一次极端碳循环扰动和全球变暖事件,主要表现为大气CO2浓度快速增加和全球增温.研究显示该时期全球地表温度增加了5～6℃,高低纬度间温度梯度减小,同时伴随有水循环加快及大规模生物灭绝、演替和迁徙现象.据估算,PETM时期从地层释放到表生系统的CO2总量同预期人类过去...     

塔吉克斯坦黄土的化学风化历史及古气候意义

对塔吉克斯坦南部Chashmanigar黄土剖面进行了主量元素和部分微量元素的含量测定, 并计算了各层古土壤相对于下伏黄土层的元素淋失状况和样品的风化强度. 根据一些对气候变化较为敏感的元素比值曲线, 我们发现Chashmanigar剖面中的各古土壤层均接受了程度不同的化学风化作用, 且风化强度高于黄土层, 从而表明塔吉克南部同中国黄土一样, 古土壤发育于相对温湿的间冰期. 此外, 塔吉克南部黄土0.9 Ma以前的总体风化强度高于0.9 Ma以后, 这可能意味着0.9 Ma以后的干旱化程度的进一步加强.     

黄土古气候记录中100 ka周期与岁差、半岁差周期的非线性耦合关系

在建立灵台、泾川和塔吉克斯坦Chashmanigar黄土剖面的时间标尺后, 分别分析了这3个剖面中约100 ka周期的演化过程, 并使用自凝聚函数法(auto-bicoherence)考察了约100 ka周期和其他周期(地轴倾斜度、岁差、半岁差)的耦合关系. 计算结果显示: 在0.0~0.8 Ma时段, 约100 ka 周期与岁差周期中的16 ka成分及半岁差周期成分(约13.8 ka, 约12.4 ka 及约11.1 ka)之间存在着2次相位耦合关系; 在1.6~2.6 Ma时段, 128 ka 周期与岁差周期成分(19.3 ka, 16.8 ka)和约10 ka的半岁差周期成分之间也存在着2次相位耦合关系. 上述结果表明黄土所记录的约100 ka周期的产生可能是岁差、半岁差周期波非线性交互作用的结果.     

黄土原高红粘土成因及上新世北方干旱化问题

本文通过对黄土高原第三纪红粘土的野外观察，以及沉积学和地球化学分析，得到能证明红粘土为风成沉积的新证据。另外，佳县红粘土沉积的土这特征表明，上新世明期的东亚夏季风强度总体强于第四纪。     

当前国际古全球变化研究的主要科学问题和任务——极地—赤道—极地大断面

国际地圈－生物圈计划（ＩＧＢＰ）是当前地学领域最重要的科学活动之一，其核心项目“古全球变化（ＰＡＧＥＳ）”的主要目标是研究过去的全球变化问题。而ＰＡＮＡＳＨ计划（南北半球古气候计划）是当前ＰＡＧＥＳ活动的焦点。其主要目标是通过三个ＰＥＰ（极地—赤道—极地）大断面，建立气候变化的序列和相位关系。文章对ＰＡＮＡＳＨ及其三个ＰＥＰ项目的主要科学目标和科学问题进行介绍，并对它们共同的科学问题进行分析。我国是ＰＥＰ－Ⅱ断面的重要组成部分，在该方面研究的程度直接关系到整个ＰＥＰ－Ⅱ的工作。组织好该方面的研究是我们重要的国际科学责任和义务。     

当前国际第四纪研究概述

第四纪时期万年尺度的气候振荡是由地球轨道要素（偏心率、地轴倾斜、岁差，简称ＥＰＴ）变化所导致。然而，最近几年在极地冰岩芯及北大西洋深海沉积中发现了一序列轨道尺度以下的气候振荡，这些百年或千年尺度的气候颤动显然不能用米兰柯维奇的地球轨道理论加以解释，也由此传统的第四纪古气候理论面临新的挑战。