青藏高原能量与水循环国际合作研究的进展与展望

青藏高原能量与水循环过程对我国、东亚乃至全球的天气和气候系统都有着非常重要的作用.1996年以来,在国家自然科学基金委员会、中国科学院、中国气象局等相关部门和日本政府的大力支持下,我们针对青藏高原能量和水循环过程的重要性,成功地开展了青藏高原尺度和藏北地区中尺度的"全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验研究"(GAME/Tibet)项目和"全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验研究"(CAMP/Tibet)项目近10余年的连续观测,取得了以往高原试验从未有过的大量极其珍贵的综合观测资料.而且在利用试验资料分析、卫星遥感及数值模拟等手段研究青藏高原能量与水循环方面取得大量的阶段性成果.介绍了青藏高原能量与水循环的研究进展及国际合作在项目执行过程中所起到的作用,同时介绍国际合作在吸纳境外研究资源及培养青年科技人才中所起的作用.最后提出了国际合作中存在的问题,并给出了相关的建议.     

冰芯和气象记录揭示的青藏高原百年来典型冷暖时段气候变化特征

气候冷暖变化问题是全球科学家研究的一个聚焦点,但高海拔地区的气候变化过程尚不十分清楚,作为全球气候变化的敏感区的青藏高原更是如此. 以青藏高原北部的古里雅冰芯、唐古拉冰芯和南部的达索普冰芯、宁金岗桑冰芯δ¹⁸O记录作为温度代用指标,同时结合青藏高原西北缘的吉尔吉斯斯坦Naryn站长期气象记录和北半球同时期的气温变化进行比较,研究了过去100 a来青藏高原北部和南部的温度变化. 结果显示：青藏高原过去100 a来共出现1910年左右、1920年左右、1950年左右、1970年代4个冷期,各冷期之间对应出现4次暖期,并且变冷的程度越来越弱而变暖的程度越来越强. 其次,青藏高原气候的变冷变暖在不同地区和不同时段差异很大：从空间尺度上看,青藏高原北部变暖过程比南部更强烈;从时间尺度上看,1910年左右和1920年左右的两次变冷十分明显,但1950年左右和1970年代的两次变冷不明显. 另外,虽然有发生在1990年代早期的短暂降温过程,但与其说是一个冷事件,还不如说是一次变暖过程中的短暂停顿,随后表现为持续升温.     

持久性有机污染物在森林生态系统中的环境行为研究

持久性有机污染物(POPs)具有环境持久性和半挥发性, 可以在区域及全球范围内传输和分布。森林植被和林下土壤富含有机质, 森林生态系统因此成为POPs主要的储存库之一。植被叶片可快速吸附大气POPs, 并通过叶片凋落、雨水冲刷和干沉降等过程加强或加速大气POPs 向地面的沉降, 并使森林土壤成为POPs 的“汇”, 从而形成所谓的“森林过滤效应”, 进而影响POPs 在全球的分布。进入森林的POPs 在森林生态系统中将经历一系列的环境过程。本文简要介绍了森林过滤效应的特征和影响因素, 综述了叶片对大气POPs 的吸附、叶片凋落和干湿沉降、POPs 在土壤中的迁移和损失等3 个主要环境过程的研究进展, 报道了松针、树皮和苔藓作为被动采样器反映的森林POPs空间分布趋势。最后, 提出了森林POPs研究中亟待解决的科学问题, 并指出未来中国森林POPs研究的可能方向。     

东昆仑山玉珠峰冰川雪坑中痕量元素的组成特征

为了认识玉珠峰冰川区域大气中痕量元素的组成和来源,利用高分辨电感耦合等离子体质谱仪对2009年10月采自玉珠峰冰川海拔5800m的一个75cm雪坑中15种可溶性痕量元素（A1、Fe、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Li、Ni、Zn、Pb、Sb、Sr、U和V）的浓度进行了测试．结果表明：痕量元素的浓度变化很大,从最小值1．...     

1980～2007年喜马拉雅东段洛扎地区冰川变化遥感监测

利用1980年地形图和多年遥感资料,采用目视解译方法手工提取了喜马拉雅东段洛扎地区4个时期的冰川信息,对冰川时空分布特征和变化与不确定性进行了分析,并结合近28年(1980～2007年)的气温、降水量资料对研究区的冰川变化原因进行了研究.结果表明:(1)1980～2007年,洛扎地区冰川面积从491.64 km<'2>...     

近百年全球平均气温年际变化型态的低频变率特征

利用时间上扩展的经验正交函数（TEEOF）分析方法，对近百年全球及南北半球平均气温一年、三年、六年和十年的变化形态及其频率进行诊断，结果表明，TEEOF第一模态占总方差贡献的50％以上，各种年际振动的第一模态基本上代表了与气候变化有关的年变化型，并能反映出气温的长期趋势变化，特别是十年际的第一模态，冬季气温湿示出较强的上升趋势，相应的第一时间主分量趋势与实际温度序列的走势非常一致。全球及南北半球各时域TEEOF除第一模态及一年TEEOF的第模态外，其它特同量所表示的年际变化型态各有差异，相应主分量都与一定的年际准周期振动结构的长期变率有关。年变化型态的T^2检验表明，南半球及全球的突变时间与年平均气温单要素t检验结果差异不大，而北半球的差异明显，表明T^2检验，对具有多变量的型态突变的检测比单要素的t检验理为合理。     

慕士塔格冰芯中近百年来细菌数量与气候环境变化的关系

应用流式细胞技术分析了取自青藏高原西部慕士塔格冰川73m冰芯上部56.27m中细菌的数量变化,在1907～2000年的93年中,细菌年平均数在0.66×103ml(1982年)至6.91×103个/ml(1912年)之间变化,平均2.59×103个/ml.细菌数量的变化可分为10个不同的阶段,其中6个高峰期和4个低峰期,分别与氧同位素所反映的高温和低温期有较好的对应.冰芯中细菌数量除温度影响外,还受人类活动和陆源粉尘的影响.慕士塔格冰芯中细菌的数量远低于位于高原中部的各拉丹冬冰芯中细菌的数量,且慕士塔格冰芯中细菌数量受陆源粉尘的影响也小于各拉丹冬冰芯,可能是因为慕士塔格冰芯所处荒漠带植物稀少和土壤中细菌数量少所致,慕士塔格和各拉丹冬冰芯中细菌数量的不同反映了冰芯细菌对所处的不同生态环境的响应.     

南极与青藏高原冰芯中阳离子对比研究

本文选取南极Ｎｅｌｓｏｎ站、横断山的海螺沟冰川、喜马拉雅山的达索普冰川、西昆仑的古里雅冰川和天山的托木峰冰川为研究对象,以化学成分作为指标,作了模糊聚类分析。结果表明,在不同水平下分类,冰川之间关系程度不同,反应的气候环境也不同。南极与青藏高原冰川中离子浓度存在差异,尤其是Ｎａ＋和Ｃａ２＋的含量差异显著。Ｎｅｌｓｏｎ站的Ｃａ２＋／Ｎａ＋之值比青藏高原各冰芯低许多,其与海水中Ｃａ２＋／Ｎａ＋之值相当。Ｃａ２＋／Ｎａ＋之值体现了冰川离海洋的距离,Ｃａ２＋／Ｎａ＋之值越小,则冰川离海洋越近,反之则越大。     

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δ^18 O以及观测的气象要素,分析了德令哈大气水汽中δ^18 O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δ^18 O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δ^18 O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δ^18 O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δ^18 O与空气比湿成正相关关系,但在夏季,大气水汽中δ^18 O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δ^18 O值低于当地降水中δ^18 O值,它们之间平均差值△δ^18 O为10．7‰;德令哈大气水汽中δ^18 O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δ^18 O值在7,8月间平均偏低7‰．     

雅鲁藏布江流域降水中δ18O 的时空变化

通过研究2005年西藏雅鲁藏布江流域拉孜、奴各沙、羊村和奴下4个站点降水中的δ18O变化,揭示了雅鲁藏布江流域降水中稳定同位素的时空变化规律.研究显示,雅鲁藏布江流域降水中δ18O季节变化明显,高值出现在季风降水之前的春季,而低值出现在季风降水季节,其间降水中δ18O具有明显的"降水量效应";从空间上看,降水中的δ18O从下游至上游递减,造成这种分布特征主要是由于"高程效应"以及水汽远距离输送导致其中的18O被贫化的结果.经计算表明,雅鲁藏布江流域降水中δ18O由于"高程效应"造成的递减率为0.34‰/100m,而水平方向上自东向西由于水汽远距离输送造成的递减率为0.7‰/100km.从季风期间大范围的降水过程来看,降水中δ18O的空间变化主要受"降水量效应"制约.