格陵兰冰盖表面消融研究进展

冰盖表面消融是格陵兰冰盖物质平衡的重要组成部分, 已成为近年来格陵兰冰盖研究的热点. 格陵兰冰盖表面消融研究的关键在于理解冰盖融水的产生、 运移和释放等水文过程, 需要解决如下关键科学问题: 1) 冰盖表面产生了多少融水;2)冰盖表面水文系统具有什么特征; 3)冰盖表面融水如何影响冰盖运动; 围绕这些科学问题, 总结了格陵兰冰盖表面消融的研究进展. 冰盖表面消融建模、 冰盖表面湖的信息提取与面积特征变化、 深度反演与体积量算等是目前研究冰盖表面融水量的主要途径, 冰盖表面湖、 冰盖表面径流、 锅穴与冰裂隙等表面水文要素的空间分布规律研究则可用于揭示冰盖表面水文系统特征, 冰盖表面融水与冰盖运动速率的关系、 表面融水进入冰盖内部与底部的水文过程是目前揭示表面融水如何影响冰盖运动的主要手段.     

格陵兰北部北极冰盖变薄的证据

1987和1976年两次观测的结果比较,发现了冰盖平均厚度明显变薄的证据。这个变薄量相当于在300000km~2的范围内冰的体积减少了15％以上。这些人们以前认为厚度稳定不变的冰盖区如此大的变化表明,更系统地监测北极冰盖的厚度变化来确定是否存在类似的年际变化是非常重要的。     

北塬剖面碳酸钙记录的末次间冰期气候不稳定性

最近格陵兰冰芯深孔ＧＲＩＰ揭示末次间冰期气候急剧不稳定、但邻近的另一冰芯ＧＩＳＰ２却表明这一时期气候是稳定的。其结论对将来气候的预测是至关重要的。临夏北塬高分辨率黄土－古土壤连续ＣａＣＯ３记录表明，气候在ＭＩＳ－５ｅ期间曾发生过３次显著的温暖时期和两次明显严寒的急剧大幅度皮动，与格陵兰ＧＲＩＰ孔气候记录一致。     

冰雷达探测研究南极冰盖的进展与展望

南极冰盖是地球上最大的陆缘冰体,其物质收支和稳定性对全球气候变化和海平面升高有重要的影响。冰雷达,或称无线电回波探测,是冰川学家调查南极冰盖冰下特征的主要方法。在过去的50年里,冰雷达被广泛用于测量冰盖厚度、内部构造和冰下地貌,这些参数是计算冰盖体积和物质平衡、重建过去冰雪积累和消融率以及冰盖动力和沉积过程的基础。现在,冰雷达测量覆盖了南极绝大部分区域,极大地提升了人们对南极冰盖和全球系统间相互作用的理解。首先,简要介绍了冰雷达及其技术发展,然后着重评述了冰雷达在探测研究南极冰盖厚度和冰下地形、内部反射层、冰下湖和冰下水系、冰床粗糙度以及冰晶组构上的进展。最后,对未来冰雷达探测研究南极冰盖的前景进行了展望,并给出我国的现状。
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末次盛冰期气候模拟及青藏高原冰盖的可能影响

在国际古气候模拟比较计划设定的边界条件下(其中包括:海洋表面温度、陆地冰盖、CO2浓度、地球轨道参数等变化),本文汇报了利用中国科学院大气物理研究所的9层全球大气环流格点模式对末次盛冰期气候进行数值模拟的研究成果。结果表明:末次盛冰期全球年平均温度比现在低5.3℃,降雨量下降9%,其中大陆年平均降水量仅为目前的71%。通过与其他模式模拟结果和重建古气候资料的对比表明,该模式捕捉到了末次盛冰期干、冷的冰期气候特征。在此基础上,我们根据刘东生等的科研成果,初步探讨了青藏高原在末次盛冰期倘若存在一定范围的冰盖,那么该冰盖会对东亚区域古气候模拟结果产生怎样的冲击。     

基于浅层探冰雷达的东南极内陆地区冰盖内部等时层提取

中国第32次南极考察内陆队首次使用雪地车载浅层探冰雷达取得了中山站至昆仑站全程1 300 km 的浅层冰盖数据,通过MATLAB对数据进行FFT转换、背景滤波、改变叠加次数去噪和基于曲波变换的图像处理,使用Reflexw对MATLAB处理后数据进行地形校正、二次背景滤波和平滑滤波等处理,成功提取了冰盖浅层等时层并得出了等时层的平均深度、最大深度和波动情况。最后进行了数据的连接,展示了LGB69冰芯处等时层的分布并与冰芯数据结合大体对应了相应等时层的年代和事件。给出了Dome A附近的等时层分布情况。为东南极中山站至昆仑站沿途的物质积累率计算提供重要的数据支撑。     

青藏高原末次冰消期气候演化特点及其与格陵兰、欧洲的异同

根据生物、湖泊及冰川地层记录,分析了青藏高原末次冰消期的气候演化特点,并将其与格陵兰、欧洲气候演化序列进行了对比分析.结果表明,末次冰消期的气候演化大致可分为两个阶段:前一阶段为暖期,但波动频繁;格陵兰、欧洲在经历了H1事件后,迅速转暖,Bolling期比Allerod期气候更为适宜;而青藏高原渐趋回暖,夏季风降水逐渐增加,存在由冰融水与降水增加所形成的高湖面,气候温湿,进入一次湖泊扩涨期;大部分记录指示Allerod期比Bolling期气候更为适宜.后一阶段为冷期,格陵兰、欧洲气候恶化并显示出有回返冰期的气候特点;青藏高原气候严酷、荒漠扩展、冰流推进、湖面下降.气候演化的这种异同性表明:格陵兰、欧洲与青藏高原气候系统彼此存在联系,特别是在冷期;而在暖期,气候演化表现出各自的特点.气候演化格局所呈现的可比性,可能是通过冷期的一致而体现的.     

末次间冰期以来渭南黄土剖面地球化学指标所反映的古气候变化

渭南剖面由全新世土壤Ｓ０，末次冰期黄土Ｌ１及末次间期古土壤Ｓ１和组成。其中，Ｌ１可以进一步划分为三层黄土和两层弱发育的土壤；Ｓ１由三层土壤组成。碳酸盐，游离铁及有机质含旺在渭南剖面上的变化表明上述化学成分可以用作缺气候的替代性指标，并能反映古气候的变化。     

苏门答腊海区末次间冰期以来的季风上升流活动记录

对苏门答腊海域BAR9432岩芯末次间冰期以来的氧碳同位素、AMS 14 C测年、浮游有孔虫组合及其所反映的古生产力、温盐及温跃层变化的研究结果表明: 研究区132kaB.P.以来气候变化的特点,明显受冰期间冰期海平面波动的影响,在此基础上,还与23ka岁差周期引起的北半球高纬太阳辐射变化密切相关。末次间冰期阶段,海平面较高与全新世接近,陆源营养物质输入量减少,研究站位古生产力低,混合层厚,无上升流活动,看不到印度西南夏季风的影响;末次冰期阶段,海平面下降,陆源物质输入量增加,古生产力较高。 在此基础上,北半球夏季日照率高值阶段,古生产力更高,说明当时西南季风活动强烈,西南季风流输送赤道印度洋高盐度水至苏门答腊沿岸,使研究区盐度升高,8月盐度远高于2月,盐度季节差大; 较微弱的印度季风流与赤道逆流,在澳大利亚东南季风的影响下,可以在研究区形成相对显著的上升流活动,混合层薄,古生产力高,澳大利亚东南季风强化了印度西南季风的影响; 而北半球夏季日照率低时,印度西南季风较弱,上升流活动弱,古生产力低,其中氧同位素3期(MIS 3)中期,印度东北季风增强,近岸地区蒸发强烈,2月盐度升高,盐度季节差减小。     

关于华南地区末次冰盛期植被类型的讨论

文章通过对现有相关资料的分析,支持在华南地区末次冰盛期时热带植被消失,地带性植被为亚热带常绿阔叶林的观点,但认为在末次冰盛期时该区存在“温带草原”的说法欠妥。认为无论是以蒿属占优势还是以禾草为主的草本植物群落,都是由于局部环境的改变所致,与气候变化无直接关系,它们的优势并不能作为地带性植被的代表     

从末次冰盛期冰川规模探讨当时的气候环境——以乌鲁木齐河源区末次冰盛期冰川为例

根据乌鲁木齐河源区末次冰盛期形成的保存完好的古冰川遗迹和现代气候条件下冰川物质平衡与气候的关系，用冰川动力学方法估算出冰川达到末次冰盛期规模时的气候条件。依据末次冰盛期冰川面积，结合冰川平衡线高度和冰川体积综合分析，乌鲁木齐河源区末次冰盛期的夏季气温应比现代低４．８℃左右，降水约只有现代的３０％。但目前其它古气候方法的研究结果表明，末次冰盛期的夏季气温比现代低５．６℃左右，两者相差０．８℃，其原因可能主要是冰川动力学方法未考虑构造抬升对气温的影响，据此推测，乌鲁木齐河源区末次冰盛期至今的构造上升量约为１３０ｍ。     

末次冰盛期黑潮变化的数值模拟

黑潮是北太平洋西部边界流, 能够携带西太平洋暖池热量向北输送, 影响中国海的水文循环及全球气候。本研究利用高分辨率区域海洋模式(ROMS), 模拟了现代及末次冰盛期(LGM)黑潮流量和流轴的三维结构。气候态分析再现了现代黑潮的流量, 在PCM-1阵列、PN测线和吐噶喇海峡的流量分别是23.8 Sv、28.0 Sv和28.2 Sv, 与观测结果接近。LGM模拟中以上3个断面流量分别为34.5 Sv、34.4 Sv和34.9 Sv, 流量明显增加。垂直结构显示末次冰盛期(LGM)时期黑潮主轴仍位于冲绳海槽内, 深度范围也比现代大。LGM时期黑潮进入冲绳海槽前受到海槛阻挡, 部分黑潮流向发生偏转, 使得琉球海流加强。LGM时期黑潮加强主要受副热带环流圈信风加强和风应力旋度减小造成的Sverdrup输送加强控制。黑潮上游北赤道流加强, 导致向北输送流量增加。研究结果可以帮助认识黑潮在全球水循环的重要作用。

     

末次冰消期以来泰国湾沉积物物源变迁的元素地球化学证据

本文对泰国湾西部T93柱状沉积物样品进行了常微量元素测试,探讨了沉积物物源和沉积环境变迁。T93柱状样全长381 cm,底层年代约14640 cal.a B. P.,间隔10 cm取样测试,样品平均年代间隔375 a。测试结果表明,末次冰消期以来泰国湾沉积物来源主要经历了4个阶段的变迁：1)14640~ 11700 cal.a B. P.期间,该阶段为低海平面时期的陆相沉积,沉积物为粘土质粉砂,Na、K、Ca等活跃的碱金属和碱土金属元素含量较低,Ti、Zr、Ba等含量高,表现出强烈的化学风化特征;δEu平均为0.60,(La/Yb)_PAAS平均0.92,物质来源以马来半岛为主,但分异程度高,成分较复杂。2)11700~8000 cal.a B. P.期间,该阶段为海平面快速上升期的滨海沉积,沉积物主要为粘土质粉砂,粉砂组分含量开始增加,Mg和Mn元素含量大幅升高,Fe、Ti含量减少;δEu平均为0.58,(La/Yb)_PAAS平均0.99,物质来源主要为马来半岛。3)8000~4000 cal.a B. P.期间,该阶段为高海平面时期的陆架沉积,沉积物包括粉砂和粘土质粉砂,Mg、Na、Ca含量明显增大,化学风化程度减弱;δEu平均为0.60,(La/Yb)_PAAS平均1.08,沉积物主要来自中南半岛。4)4000 cal.a B. P.至今,该阶段为海平面稍有下降的稳定陆架沉积,沉积物主要为粉砂,沉积物元素总体稳定,现代沉积体系基本形成;δEu平均为0.62,(La/Yb)_PAAS平均0.97,沉积物以马来半岛物质为主,中南半岛物质为辅,物源与现代一致。

     

黄河上游末次冰盛期古洪水事件的初步研究

洪水的发生规律是洪灾预报的前提，已有的人类洪水记录时间尺度，不足以认识和把握洪水的出现规律。因此，利用地质记录延长洪水序列，探讨地球特征气候期的洪水特点，就显得非常重要的必要。黄河上游兰州－银川段的洪水地质记录表明，在末次冰盛期的20－18ka，该区共发生了106次大洪水漫滩事件，其中有18次为多次洪峰叠加的复合型大洪水，洪水的发生频率达53次/ka。发生于末次冰盛期的大洪水可能属冰凌洪水，与末次冰盛期强烈的气候波动和不稳定有关。这些大洪水的频发与中国西部的末次冰盛期出现的高湖面相对应，既不符合一般的季风气候理论，也不同于我国东部广大地区末次冰盛期以冷干为主的气候特点，表明中国西部气候的独特性和复杂性。     

柴达木盆地全球末次冰期介形类动物群的演变

晚更新世晚期，柴达木盆地达参1井井深46m以下的沉积物内，水生生物化石有很高的丰度和分异度。介形类为 Cyprideis torosa-Ilyocypris inermis组合，伴生有轮藻类、腹足类、双壳类、植物和鱼类等化石。井深46m~10m，为全球末次冰期盛冰阶（25ka~10ka B.P）沉积，当时气候极端干冷，出现干盐湖地质事件（playa），沉积物由湖相泥岩迅速演变为石盐层，生物化石罕见，几近绝迹。平均40m厚的石盐沉积遍及三湖(台吉乃尔湖、达布逊湖和霍布逊湖)地区，形成了该区天然气赖以保存的最后一道屏障-天然气藏的盖层。井深约10m以上，为全新世暖期或称现代间冰期沉积物，渐变为浅湖相泥岩和粉砂岩夹膏盐沉积。当时处于氧同位素阶段1，湖水盐度逐渐降低，水生生物丰度和分异度再度增高，介形类更替为半咸水-淡水介形类Candona neglecta-Candoniella lactea组合，伴生有丰富的轮藻、腹足类、双壳类等。直到现代，台吉乃尔湖、达布逊湖和霍布逊湖以南由于受昆仑山充足的淡水补给影响，水生生物丰富。三湖以北，远离主要淡水补给区，水体较咸，介形类则为典型的盐湖介形类Eucypris inflata所替代，膏盐沉积比三湖以南明显增多。     

从末次冰盛期冰川规模探讨当时的气候环境

根据乌鲁木齐河源区末次冰盛期形成的保存完好的古冰川遗迹和现代气候条件下冰川特平衡与气候的关系。用冰川动力学方法估算出冰川达到末次冰盛期规模时的气候条件。依据末次冰盛期冰川面积，结合冰川平衡线高度和冰川体积综合分析，乌鲁木齐河源区末次冰盛期的夏季气温应比现代低４．８℃左右，降水约只有现代的３０％，但目前其它古气候方法的研究结果表明，末次冰盛期的夏季气温比现代低５．６℃左右，两者相差０．８℃，其原因可