中国高分辨气候记录与全球变化

2001年第一届全国高分辨率气候记录会议提出,用3～5年时间,建立几个较长的可靠的高分辨气候记录。文章介绍了经过几年的努力工作已经获得的数个千年及更长的记录,这些记录数据多已在世界数据中心向科学家公开并很快为科学界引用,从而结束了国际高分辨气候记录数据库极少中国千年气候重建数据的历史;通过对比最近2000年来中国的高分辨气候记录和北半球其他高分辨记录,发现数个世纪的缓慢变冷紧随世纪尺度快速变暖的气候变化模式至少在半球范围是准千年重现的,这一结果指出,我们应该从更长时间跨度的气候旋回自然背景来诊断20世纪的快速变暖     

土地利用变化对全球气候影响的研究进展与方法初探

综合分析了土地利用与土地覆盖变化（LUCC）对全球气候影响研究的重要科学问题和国内外研究现状,在此基础上,考虑各学科的相互交叉、渗透和耦合等特点,提出并初步设计了土地利用变化对全球气候影响研究的星地一体化LUCC—气候—生态系统耦合研究技术方法体系,并就土地利用变化对全球气候影响的LUCC演变规律及动力学机制、LUCC...     

北京猿人洞堆积旋回与黄土和深海气候旋回对比

北京猿人洞13个堆积层可划分为7个堆积旋回。每个旋回早期的堆积层(砂、粉砂、粘土和钙扳层),含有暖温带气候特征的哺乳动物和孢粉组合;晚期的堆积层(洞穴角砾与巨砾层),含有温带较干冷气候特征的哺乳动物和孢粉组合。堆积层年代测定数据表明北京猿人洞7个堆积旋回形成于更新世中期,年代为128-730ka,与中国黄土层L2-S7,相当,可与深海氧同位素阶段6-19和气候旋回C-I对比。北京猿人在此洞断续生活了约35万年,即从距今约60万年的第5堆积旋回(δ18O第14阶段)至距今约25万年的第2堆积旋回(δ18O第8阶段)。     

多瑙河中游盆地黄土和其它陆相层序

文章叙述了多瑙河中游盆地的第四系黄土与古土壤层序。一般第四纪下降盆地的黄土、砂及古土壤层的层序两倍于抬升的黄土高原及山坡部位所见到的数量，因此能划分得更详细。利用盆地中划分的层序重建的古气候特征可以表征大小不同的区域性差别，同样亦可揭示不同时代的差异。根据冷黄土、埋藏溪流、河阶地等的位置，亦可根据不同古生物的指示，可获得某些气候类型（旱冷的、湿冷的）的重要信息。应用米兰柯维奇曲线根据岩性地层学的研究重建了过去事件的新时间表     

42 ka BP气候事件在中国的降雨表现及其全球联系

利用最近几年公开发表的有确切年代控制的全新世高分辨率古气候记录如湖泊、泥炭、石笋等来研究42 ka BP气候事件在中国不同地区的降雨表现,发现42 ka BP左右中国南北方降水普遍减少。同时期热带非洲、南欧、中东、印度、韩国、北美洲中部大陆的高分辨率古气候记录一致表明,42 ka BP气候事件造成了整个北半球中低纬度地区的干旱。文章讨论了这次气候事件的可能驱动机制,认为太阳辐射变化导致的赤道辐合带南移和大洋海表温度的变化再加上地表植被的反馈作用可能是造成这次干旱事件的主要原因。最后对42 ka BP气候事件需要进一步加强研究的内容进行了展望。     

近年来中国第四纪研究与全球变化

多种多样的第四纪沉积物广泛分布于中国的陆地和海洋,黄土、沙漠、红土、湖泊、岩溶、冰川以及悠久的历史文化,有着丰富的气候环境演变信息,全球在第四纪时期发生的各种变化,出现的各种事件几乎都可以在中国找到记录。青藏高原的隆升对周边乃至全球的环境演变有着重要影响。中国是进行全球变化研究的重要地区。     

SCL与中国东部气候年代际变化

据宇地磁耦合原理,利用太阳黑子周期长度(SCL)的变化及其与地磁场(文中主要考虑地热)的关系,模拟计算并重建了中国东部历史时期的气温序列变化,除了个别时段外,模拟曲线与修正后的竺可桢曲线十分相似;分析了2500a来中国东部气候的年代际变化.结果表明,该曲线能较好地再现2500a来中国东部气候的冷暖变化.对竺氏曲线中有争议的几个冷暖时段,如公元150—350年的温暖期、1050—1150年的小气候适宜期等,模拟结果与后来研究者分析的结果相合.中唐至五代的气候冷暖交替变化不稳定.该曲线也能清晰地反映出小冰期中国东部气候各个时段的变化以及现代气候的变化趋势。     

岩溶动力系统与全球变化研究进展

碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础,它记录着地球历史时期的环境变化,是地球最大的碳库,对地球大气和生命演变起到重要作用;现代全球岩溶分布面积2200万km~2,占陆地面积的15%,岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分,全球25%的人口依赖岩溶地下水资源的供给,岩溶生态系统的脆弱性制约着区域经济社会发展;本文主要针对近30年以来,岩溶学科发展进行综述,包括岩溶动力学概念、内涵与发展,驱动岩溶发育的地质-生态机制,岩溶动力系统与碳循环新进展,岩溶动力系统与水循环新进展,岩溶动力系统与钙循环新进展;岩溶动力系统与全球环境变化研究发展展望(岩溶关键带下的资源环境效应及国际大科学计划的启动)。     

中国黄土研究新进展 (二)古气候与全球变化

本文扼要介绍最近几年来在中国黄土高分辨率气候地层、第四纪古气候演化型式以及冷期和暖期中黄土高原古气候空间格局研究方面的一些新进展。根据土壤地层学与地球化学、地球物理学手段的结合,2.5 Ma来的中国黄土系列可划分出37个大的气候旋回,其中含74个气候阶段,这74个气候阶段又可细分为110个次级阶段。第四纪气候振荡的幅度受气候周期长短所控制。从冷期到暖期的气候转换具有突变性,从暖期到冷期的气候转换具有渐变性。冷期堆积的黄土与暖期形成的土壤在性状上都有地带性分布的特征。     

中国全球环境变化研究

世界气候研究计划（WCRP）、国际地圈生物圈计划（IG-BP）、国际全球变化人文因素计划（IHDP）、生物多样性计划（DIVERSITAS）分别侧重研究全球环境变化过程中的不同方面,是当前全球环境变化领域主要的国际性研究计划。     

中国黄土研究新进展 (二)古气候与全球变化

本文扼要介绍最近几年来在中国黄土高分辨率气候地层、第四纪古气候演化型式以及冷期和暖期中黄土高原古气候空间格局研究方面的一些新进展。根据土壤地层学与地球化学、地球物理学手段的结合,2.5 Ma来的中国黄土系列可划分出37个大的气候旋回,其中含74个气候阶段,这74个气候阶段又可细分为110个次级阶段。第四纪气候振荡的幅度受气候周期长短所控制。从冷期到暖期的气候转换具有突变性,从暖期到冷期的气候转换具有渐变性。冷期堆积的黄土与暖期形成的土壤在性状上都有地带性分布的特征。     

中国全球变化样带的设置与研究

为研究中国全球变化与陆地生态系统(ＧＣＴＥ)关系及过去全球变化(ＰＡＧＥＳ)需要，我国全球变化样带(ＣＥＮＴ)将分别按经向(Ｅ１１０—１２０°)和纬向(Ｎ４０°)设置。第一样带(ＣＥＮＴＩ)系中国东部森林生态系统样带，是沿着热量梯度，在东亚季风控制下的各个森林地带的生态系列。第二样带(ＣＥＮＴＺ)系中国北温带森林－草原－荒漠生态系统样带，是沿着湿度梯度，由大陆性气候向海洋性气候过渡的生态系列。在样带上进行生物地球化学过程、能量交换、植被结构与动态、气候－植被关系、土地利用格局、模型测试和遥感校验等研究。     

中国的小冰期气候及其与全球变化的关系

根据由历史文献资料复原的气候序列和树木年轮、冰芯记录以及冰川、沙漠、湖泊资料,作者认为,我国的小冰期持续至19世纪90年代结束。这期间最寒冷的时段是17世纪20年代—90年代和19世纪20年代—90年代。文中指出小冰期时我国的寒潮、梅雨、尘暴、干旱灾害及降水变率的特点。将我国的资料与欧洲、日本的资料拼图,并与北美的资料对比,可以看出,我国小冰期的气候变化与全球变化一致,其中寒冷时段在欧洲的出现略早于东亚,而我国出现的若干个最寒冷的10年则同时在北美和欧洲出现。     

中国西部全新世历史气侯的变化

本文在收集冰川、地质、沙漠、湖泊、树木年轮及历史文献记载等历史气候研究成果的基础上,给出了我国西部全新世以来气候变化序列。主要结果如下:1.全新世气候变化的总趋势按其演变可分为三个阶段。由中全新世向晚全新世的转变可能出现在3500年以前,比我国东部大约早500年,同时发现这种转变具有某种程度的突变性。2.全新世以来,千年尺度的气候振荡经历了6个寒冷期和5个温暖期。寒冷期分别在8700～7500a.B.P,5900～5400a.B.P,4200～3800a.B.P,3000～2700a.B.P,2000～1400a.B.P,1000a.B.P至今;温暖期分别为7500～5900a.B.P,5400～4200a.B.P,3800～3000a.B.P,2700～2000a.B.P,1400～1000a.B.P。千年尺度气候振荡的周期变化在1000～3000年之间。3.近千年来,百年尺度气候振荡的温度变化出现了6个低温期和5个高温期。低温谷值分别在公元1100's(1100～1109年),1310's,1480's,1680's,1830's,1950's;高温峰值分别在公元1220's,1390's,1570's,1780's,1900's,变化周期在120～210年之间。近千年中最冷的时期出现在17世纪中到18世纪初。近500年来,公元1480～1650年是我国西部降水最少、干旱频率最高的时期,出现了三次特大旱灾。18世纪前期是降水量较多的时期。近百年来,我国西北地区东部及华北地区出现了变干的趋势。     

全球变化研究中的生物气候指标

在大气科学、地学和生态学的长期研究中,科学家们经常使用年与季节的单一和综合气候指标,来表达气候及其变异特征,并预测气候与环境的关系和未来变化。在近期的全球变化研究中,尤其是植被模型领域,科学家们较多利用生物气候指标来模拟和分析植被结构、功能与环境的定量关系,包括年均温、最冷月和最热月均温、极端低温、年降水及其季节性分配、生长度日（积温）GDD₀和GDD₅,以及各种干旱或湿润指数,比如α指数（实际蒸散与可能蒸散的比率）、Palmer干燥度指数（PDSI）和标准化降水蒸散指数（SPEI）等。然而,部分计算较复杂的指标在古生态学和古植物学领域,尤其在基于孢粉数据定量重建古气候时,使用尚不频繁。本文在简介生物气候指标及其对物种和植被分布的控制原理之后,重点介绍全球植被模型与古气候定量重建中常用的一些生物气候指标,包括其原理、计算方法、优缺点及其应用举例,并列举一些易获取的气候数据库供下载使用,如CRU和WorldClim全球气候数据库,来自中国气象数据网的各种元数据和插值数据,以及来自中国生态系统研究网络数据共享系统的中国陆地生态信息空间气象数据库等。

     

基于孢粉证据的银川盆地MIS6—MIS5气候环境演变重建

MIS6—MIS5是冰期向间冰期转变的典型时期,MIS5阶段的气候要素可以和现代暖期类比,对其演变过程进行研究可以更好地了解暖期气候变化过程和未来气候变化趋势。利用现代孢粉和气象数据以及季风边缘区银川盆地的地层孢粉和粒度指标,通过训练集选择、主控气候参数筛选、5种重建模型的交叉验证、区域对比、显著性检验和生态学解释后认为局部加权加权平均偏最小二乘法(LWWA-PLS)重建结果最为稳健。MIS6—MIS5阶段气候演变可分为6个阶段:157～131 ka时期,年平均降水量(P_ann)为424.99 mm,7月平均温度(T_July)为22.58℃,气候较湿冷,喜湿冷乔木类植被发育;131～119 ka时期,P_ann为410.95 mm,T_July为23.62℃,喜暖乔木、草本发育,气候转湿暖;119～111 ka时期,P_ann为369.50 mm,T_July为22.53℃,喜冷草本、乔木发育,气候干冷;111～98 ka时期,P_ann为37...     

冰芯与其它记录所揭示的中国全新世大暖期变化特征

冰芯,孢粉,黄土,湖泊和海平面变化记录揭示出,在全新世时,我国曾发生过多次气候冷暖波动事件,其中最重在的事件是全新世大暖期,由于青藏高原在存在。造成了中亚地区大气环流的改变。形成了中国大陆复杂的气候条件和独特的季风气候,从而导致全国各地大暖期在起讫时间,变化幅度和持续时间上都存在着较大的差异。中国西部高海拔地区大暖期起讫时间较早,持续时间较短。变化幅度较大;反之,在中国东部,大暖期起讫时间较晚,持续时间较长。变化幅度较小,反映出西部高海拔区域对气候变化的响应度和敏感度都比东部低海拔区域强,此外,不同区域的冰芯记录也有差异。古里雅冰芯记录反映了全球气候变化的趋势,而敦德冰芯记录则与我国季风气候变化的趋势比较接近。     

中国黄土10Be记录中的古地磁场变化

因受气候因素的强烈影响,中国黄土10Be记录无法直接用于示踪地磁场变化,需开展信号分离研究.针对黄土10Be示踪古地磁场的复杂性和存在的关键问题,结合分离黄土10Be浓度所包含的气候因素和地磁场因素的数理分析方法发展历史,分析了各种方法的优缺点.在原有方法的基础上,引入主成分分析法对洛川和西峰2个黄土剖面的10Be记录进行主成分提取,进一步剔除了残差中可能存在的少量气候因素、噪声等随机信号,定量重建了130ka以来的大气10Be产率,与以往方法相比较取得了更优的结果.将主成分分析应用于复杂地质信号的分离,将有助于解决地质或其他信号分离的难题.     

全球海平面变化与中国珊瑚礁

本文以政府间气候变化专业委员会（IPCC）于2001年专门报告中关于21世纪内全球气候变化的温度和海平面变化的预估为前提。简要介绍了中国珊瑚礁的定位、类型和分布,对其进行了成熟度分类,评估了全球海平面变化对中国珊瑚礁的影响。据预测,21世纪我国各海域海平面上升以南海最大,为32 ~ 98cm,其平均上升速率为0.32 ~ 0.98cm/a。从海平面上升速率与珊瑚礁生长速率的理论对比分析,中国珊瑚礁基本上能与前者同步生长,即使海平面以预估高值上升,也不会威胁其生存。从中国珊瑚礁成熟度较高、其生长趋势以侧向生长为主的现实状况出发,未来全球海平面上升能为其创造向上生长的有利条件。从古地理学“将古论今”观点出发,自全新世6000aBP以来曾存在过的高海平面和较高表层海水温度的历史,也可以佐证,21世纪的全球海平面上升不会对中国珊瑚礁的存在和发育造成威胁。现存的珊瑚礁岛应对于全球海平面上升,可以做到“水涨岛高”,它们能够屹立于上升了的未来海平面之上;但对于岛上的人工建筑物则会被浸、被淹,或被淘蚀和破坏,因此必须根据海平面上升的幅度和速率,采取相应的防御措施。     

全球环境变化与中国国家安全

20世纪90年代以来,安全概念的内涵有了重大扩展。全球环境变化作为威胁人类安全的因素之一,对国家安全和社会的发展构成了新的挑战。由全球环境变化所引发的国家安全问题一方面直接与全球环境问题相联系,另一方面是通过国际事务中的冲突表现出来的。中国未来发展面临全球环境变化的严峻挑战。中国的全球环境变化人文因素研究需要关注可能对中国国家安全产生深远影响的重大环境变化问题,重视科学地评估中国自然和社会经济系统对全球环境变化影响的脆弱性,积极推动中国国家风险管理体系建设,将全球环境变化问题纳入风险管理之列,为我国可持续发展、和谐社会构建做出应有的贡献。