东亚地区Younger Dryas气候突变的数值模拟研究

YoungerDryas(YD)气候突变事件是近两万年中一次全球性的气候急剧变冷事件。文章试图在东亚地区YD事件的若干证据基础上,从海洋、冰盖和大气的热力学以及动力学角度出发,利用气候模拟方法就东亚地区YD气候突变的机制和一些成因假说进行敏感性试验。模拟结果表明,因淡水通量异常引起的海洋表面温度降低是YD形成的直接原因。海洋大气耦合作用对于YD传播强度及时间不同步具有重要作用。除北大西洋淡水通量异常的作用外,南半球海洋的淡水通量异常可能对东亚地区的YD事件有着更重要的贡献。海洋耦合大气环流模式模拟表明,东亚与欧洲降温具有不同步性,最大变化速率欧洲达到-0.122℃/a,东亚地区为-0.067℃/a。模拟结果与东亚地区YD时期的气候记录在特征上能够进行对比,反映了模拟试验的边界和强迫条件的设计接近东亚古气候状况,因而模拟结果对分析海洋、冰盖和大气的热力学以及动力学探讨揭示YD气候事件的物理机制和动力原因具有可靠的依据。     

郑州—荥阳附近全新世湖沼沉积环境及对人类文化发展的意义

郑州地区深约4~12m多处发现有1-2层灰黑色黏土层,具有湖沼相沉积特征。中原地区是华夏文明发祥地,文明发展与环境密切相关,稳定的水源是先民生存繁衍的基础,探究古湖存在对认识文明起源与发展具有重要意义。选取该区张五寨、司马村、后真村、安庄村等4个含湖沼层剖面,采集2个标准钻孔和15个控制孔岩心,进行沉积学、物理磁学、生物化石、有机碳和地球化学等环境指标分析。湖沼层系灰—黑色黏土—粉砂黏土,夹于上下河流相沉积中。放射性碳和释光等测年技术测定结果表明,湖沼层时代为全新世中期,约3~8kaBP。黏土含量高值与磁化率低值对应,反映出径流搬运的磁性重矿物较少,表明较弱的水动力条件或静水沉积,代表湖沼相环境。孢粉分析出香蒲属、蓼属、莕菜属、狐尾藻属、眼子菜属等水生植物花粉,最高占草本的19.4%。该湖沼层中有机碳含量平均为21.6%,最高达29.4%。化学元素综合环境C值与黏土含量变化同步,反映出古湖在气候湿润或降水增加的环境下形成;还反映了流域植被覆盖度较高,水土流失少,主要搬运细颗粒物质入湖。沉积证据重建的全新世中期湖沼环境,与区域仰韶和龙山文化的古遗址点分布特征一致,由此定量估计了其分布范围和面积。本研究为郑州地区全新世存在古湖沼提供了科学依据,也为人文考古、遗址发掘提供实践意义的帮助。     

欧亚大陆中北部末次盛冰期以来的湖泊水位变化及其古气候指示意义

湖泊水位高低通常能有效地指示湖盆内湿润条件的变化,进而反映区域有效降水（降水—蒸发）变化,成为重建第四纪古气候演变的重要指标之一。通过对苏联和蒙古国古湖泊数据库以及中国晚第四纪古湖泊数据库中149个湖泊水位变化资料的梳理总结,探讨了末次盛冰期（18 cal. ka BP）以来该地区干湿变化规律及区域分异。根据研究区气候特征、地理位置及已有研究成果将其分为东欧湖泊区、中东亚干旱区和中国北方季风区三大湖区。根据不同水位记录在整个湖泊历史中出现的频率,采用3级重新分类区分出高、中、低3级水量,并把每个湖泊数字化的3级古水量表示成与现代的差值,得到每个湖泊样点每千年时间间隔内相对现代的5级水量变化（很湿润、湿润、无变化、干旱和很干旱）。结果表明,三大湖区末次盛冰期以来可能经历了不同的干湿变化过程：东欧地区湖泊水量记录在晚冰期之前较少,至全新世逐渐增多,且基本表现为早全新世干旱、中晚全新世相对湿润的状况。中东亚干旱区整体呈现出末次盛冰期至中全新世均较湿润而晚全新世干旱的气候状况,但区域内部不同湖泊在起讫时间和强度上存在显著差异。中国北方季风区的湿润期主要发生在早中全新世,但是不同湖泊有所不同。对比分析显示,早全新世时东欧地区东部气候随着斯堪的那维亚冰流的逐渐消退而逐渐变湿润,中全新世由于夏季北欧反气旋东翼的气旋气流增强而达到最湿润状态,西部地区早全新世由于强劲的西伯利亚热高压存在而整体偏干旱,中全新世由于夏季亚洲季风的渗透而转为湿润。中东亚干旱区冰期内的湿润条件可能主要与西风带降水及低温低蒸发有关,而全新世则可能主要与夏季风深入内陆导致降水增加有关。中国北方季风区全新世湿度变化可能主要受东亚季风控制。     

地球轨道偏心率变化对东亚季风气候模拟的影响

采用较为真实的椭圆轨道代替了原区域气候模式中的圆近似轨道,并进行了10年模拟试验,用以了解该模式对东亚季风区气候年际变化的模拟能力,同时比较地球轨道参数计算变化对现代东亚季风气候模拟的影响.结果表明:当把模式中的地球轨道计算从圆形改为椭圆时,中国东部的降水模拟有所改进,东亚地区的温度、降水、比湿等气候要素均出现夏季降低(减少)而冬季升高(增加)的季节变化趋势,而且亚洲冬、夏季风也均有减弱.但从总体上说,现代气候状况的模拟对地球公转轨道的计算方案不敏感.通过该工作的模拟研究说明,对较短时期的现代气候模拟,地球公转轨道采用圆近似是可行的.     

高分辨湖泊沉积和孢粉记录对气候、水文变化的响应

通过对长江中游网湖钻孔高精度分层样品(1.5年/样品)的沉积学和孢粉学研究,试图揭示过去百年网湖在由开放到封闭体系变化中,沉积孢粉与气候、水文动力变化的过程及其相互关系.相关分析和低频滤波分析,反映出沉积物和孢粉的变化对流域降水和长江流量的敏感响应.在过去130年中的多雨洪水年份,湖泊受长江倒灌影响,沉积物以黏土细颗粒...     

海南岛表土花粉和热带植被模拟研究

调查分析了海南岛各种热带植被下的表土花粉,并根据花粉数据进行植被类型的模拟。结果表明,表土花粉类型复杂,优势种不明显,反映了热带植被下的植物种类繁多复杂的特性。分模拟能够较好地反映热带气候下的雨林,季雨林和干草原植被,其地理位置与地区植被的地理分布基本一致,海南岛山地的花粉模拟还恢复了热带山地植被,而海岸红树林植被能够被海岸带的花粉证据所模拟。该研究能够为我国大范围表土花粉调查和热带植被类型提供花     

长江中游网湖百年花粉序列及其沉积动力和环境特征

本文研究长江中游网湖钻孔百年来的花粉沉积序列,分析花粉沉积近、现代过程以及其与沉积粒度、过去百年湖泊由开放水系到封闭湖泊的气候、水文动力变化的关系.研究表明,花粉浓度、类型与沉积粒度的变化特征以及聚类分析反映出网湖经历了湖泊水系通江与封闭两个重大阶段变化,其花粉序列变化与沉积粒度、区域降水以及长江流量在时间序列上也具有显著的相关性.主要孢粉类型,包括陆生松属、常绿栎/落叶栎、乔灌木花粉、湿生莎草科、水生和陆生草本花粉、以及蕨类孢子,与沉积物粒度和降水具有同步相关的年份占过去130年的27%-40%,与1960年湖泊封闭以前长江流量的同步相关达到47%-57%,反映出花粉沉积量的变化受到了沉积粒径和流域降水量的影响.花粉类型对沉积和气候具有不同的响应关系,表现出具有大于降水70百分点年份以粘土沉积为主、乔灌木花粉占优的多水年模式,和小于降水30百分点的年份以粉砂沉积为主、水生、湿生、陆生草类花粉增加的少水年模式.花粉沉积与水动力这个关系为认识湖泊碎屑和利用花粉沉积记录反演过去环境变迁、生物湖泊沉积机制提供科学依据.     

AN AGCM SSiB MODEL SIMULATION ON CHANGES IN PALAEOMONSOON CLIMATE AT 21 KA BP IN CHINA

The numerical simulation experiment of climate at Last Glacial Maximum (LGM.21 ka BP)in China is made by using an atmospheric general circulation model (AGCM) coupled with landsurface processes (AGCM SSiB) and earth orbital parameters and boundary forcing conditions at21 ka.The modeled climate features are compared with reconstructed conditions at 21 ka frompaleo-lake data and pollen data.The results show that the simulated climate conditions at 21 ka inChina are fairly comparable with paleo-climatological data.The climate features at 21 ka in Chinafrom the experiment are characterized by a drier in the east and a wetter in the west and in theTibetan Plateau as well.According to the analysis of distribution of pressure and precipitation,aswell as the intensity of atmospheric circulation at 21 ka,monsoon circulation in eastern Asia wassignificantly weak comparing with the present.In the Tibetan Plateau,the intensity of summermonsoon circulation was strengthened,and winter monsoon was a little stronger than the present.The simulation with given forcing boundary conditions,especially the different vegetationcoverage,can reproduce the climate condition at the LGM in China,and therefore providesdynamical mechanisms on the climate changes at 21 ka.     

长江中下游地区7500—5000aB.P.气候变化序列的初步研究

孢粉分析方法可以比较客观地反映古植被类型,而各植被类型只能在一定的气候指标范围内生长。本文根据这一基本原理,利用现代植被生长的基本气候指标和有关气象资料,对长江中下游地区7500—5000aB.P.的孢粉资料进行处理、转化,从而得出这一阶段每500年一个时间段的气候变化序列。研究结果表明,研究区在7500—5000aB.P.时间内,年平均温度偏暖于今日-0.1—1.5℃,最高温出现在6500—6000aB.P.,气温高于现在1.5℃。     

13万年以来温暖期气候模拟

回顾了国内外第四纪气候温暖期:末次间冰期(130~115 kaBP)、末次间冰阶(40~30 kaBP)的古气候模拟研究,评述了气候模拟的模式及方案、模拟实验边界条件和主要模拟结果,进而讨论第四纪温暖期的气候变化动力机制,以期进一步加深对全球气候变暖机制的认识,从而为全球温室气候变化的研究提供有益的参考。