哈尼泥炭δ~(18)O记录的过去14000年温度演变

在末次冰消期至全新世期间,格陵兰冰芯(GISP2)δ18O记录和北大西洋浮冰记录显示了一系列百年至千年尺度的突然变冷事件.但是这种反复出现的气温变冷模式在环大西洋以外区域,特别是在东亚区域是否也同时存出,还较少直接从温度代用记录方面进行系统研究.为此,从中国吉林省的哈尼泥炭中,提取了一个约14000年的泥炭纤维素δ18O温度代用记录.对比表明,哈尼泥炭纤维素δ18O温度记录几乎全部重现了由GISP2δ18O和浮冰记录所指示的突然的气温变冷事件,例如Older Dryas,Inter-Aller-d,Younger Dryas,以及9次浮冰事件,证明这种反复出现的气温变冷模式不仅出现在高纬度的北大西洋区域,同时也出现在中纬度的西北太平洋区域.此外,进一步论述了全新世的开始时间,大暖期、"8.2ka"事件、"4.2ka"事件、中世纪温暖期和小冰期等特征气候变化事件.同时根据泥炭沼泽生态环境的特征,还论述了哈尼泥炭纤维素δ18O对地表温度敏感响应及泥炭纤维素14C年龄准确性的原因.     

高分辨率洞穴石笋稳定同位素应用之一——京津地区500a来的气候变化——δ~(18)O记录

气候变化可记录在洞穴石笋氧同位素值中 .当气候湿冷 ,降雨量越大 ,年平均气温越低时 ,δ18O值越负 ;当气候干热时 ,δ18O值越正 .北京石花洞年轻石笋的氧同位素记录显示了京津地区的降雨量有一个 30～ 40a的变化周期 .降雨量增加时期分别以 1 985 ,1 95 5 ,1 91 0 ,1 880 ,1 840 ,1 80 0 ,1 76 0 ,1 730 ,1 6 90 ,1 6 6 0 ,1 6 30 ,1 5 6 0 ,和1 5 30a为中心 .在 1 6 2 0～ 1 90 0a之间 ,京津地区的气温低于 5 0 0a以来的平均气温 ,对应于小冰期事件 .1 5 2 0～ 1 6 2 0a和 1 90 0a至今的两个时期 ,气温高于 5 0 0a来的平均气温 .     

哈尼泥炭δ^18O记录的过去14000年温度演变

在末次冰消期至全新世期间,格陵兰冰芯（GISP2）δ18O记录和北大西洋浮冰记录显示了一系列百年至千年尺度的突然变冷事件.但是这种反复出现的气温变冷模式在环大西洋以外区域,特别是在东亚区域是否也同时存出,还较少直接从温度代用记录方面进行系统研究.为此,从中国吉林省的哈尼泥炭中,提取了一个约14000年的泥炭纤维素δ18O温度代用记录.对比表明,哈尼泥炭纤维素δ18O温度记录几乎全部重现了由GISP2δ18O和浮冰记录所指示的突然的气温变冷事件,例如Older Dryas,Inter-Aller-d,Younger Dryas,以及9次浮冰事件,证明这种反复出现的气温变冷模式不仅出现在高纬度的北大西洋区域,同时也出现在中纬度的西北太平洋区域.此外,进一步论述了全新世的开始时间,大暖期、“8.2ka”事件、“4.2ka”事件、中世纪温暖期和小冰期等特征气候变化事件.同时根据泥炭沼泽生态环境的特征,还论述了哈尼泥炭纤维素δ18O对地表温度敏感响应及泥炭纤维素14C年龄准确性的原因.     

利用洞穴石笋的δ~(18)O和δ~(13)C重建3000a以来北京地区古气候和古环境——石花洞研究系列之三

首次提出用石笋中稳定同位素记录重建由降雨量和降水气团同位素组成所反映的古气候历史，从而为研究高分辨率的古季风气候信息开辟了新的途径。利用Ｈｅｎｄｙ准则、洞穴温度、研究区水系的δ１８ＯＨ２Ｏ值以及温度公式，证实了同位素分析结果的可靠性，ＣａＣＯ３－Ｈ２Ｏ之间存在同位素平衡分馏。对采自石花洞的石笋样品进行了分辨率约为２５ａ的δ１８Ｏ和δ１３Ｃ的分析测量，从而得到３０００ａ以来，北京地区古气候和古环境的变化信息     

近5000a的气候波动与太阳变化

对JohnA .Eddy提出的过去 5 0 0 0a中 1 6个明显的太阳活动变化 ,金川泥炭纤维素δ18O温度代用记录有很好的一对一的响应 .每当较长期的太阳活动水平低落时 ,δ18O值就减小 ,地表气温下降 ;反之 ,在高的太阳活动水平期间 ,δ18O值增大 ,温度上升 .据此讨论了未来 5 0～ 1 0 0a地表气温的演变趋势     

太阳辐射驱动气候变化的泥炭氧同位素证据

已证明太阳辐射水平变化的历史可从树轮14 C含量变化的历史来认识 .所报道的 5 0 0 0a高分辨的泥炭植物纤维素氧同位素 (δ18O)气候代用记录所指示的气候变化对太阳辐射变化的响应关系 .结果表明 ,过去 5 0 0 0a中 34次急速的气候冷暖变化 ,以及气候变化的 86 ,1 0 1 ,1 1 0 ,1 2 7,1 32 ,1 40 ,1 5 5 ,2 0 7,2 45 ,31 1 ,82 0和 1 0 5 0a等周期 ,都与太阳辐射变化和太阳辐射变化的周期有比较好的一对一的响应 .因此 ,结果为数十年至百年尺度的太阳辐射变化驱动气候变化的假说提供了新的证据     

上海-南极洋面大气N_2O的δ~(15)N与δ~(18)O时空变化特征

在中国第22次南极科学考察期间,采用Tedlar气袋采集了"雪龙号"考察船航线上洋面大气样品以及东南极米洛半岛近地面大气样品(采样时间分别为地方时上午10:00和夜间22:00),在室内通过带有全自动预GC浓缩接口(PreCon)的Thermo Finnigan MAT-253同位素质谱仪,对这些大气样品中N2O的同位素组成进行了高精度地测量;并分析了其δ15N与δ18O空间变化规律.上海-南极洋面大气N2O的δ15N与δ18O平均分别为(7.21±0.50)‰和(44.52±0.52)‰.由30°N往南极随着纬度的变化,δ15N(6.05‰～7.88‰)呈线性增加趋势,增加率为0.01‰/纬度,δ18O(43.05‰～48.78‰)则呈现较大的波动;且δ15N与气温、N2O浓度呈负相关,而与δ18O呈弱的正相关.东南极米洛半岛近地面大气N2O的δ15N与δ18O夏季变化趋势相一致,且二者呈显著正相关,而与N2O浓度呈显著负相关;不同地点大气N2O的δ15N与δ18O平均分别为(7.46±0.39)‰和(44.63±0.45)‰,略高于洋面大气N2O的δ15N与δ18O;而显著高于北半球低纬度大气N2O的δ15N与δ18O值.分析讨论了引起地面大气N2O的δ15N与δ18O空间变化的主导因素.提供了全球大区域洋面大气N2O的同位素资料,有助于定量评估全球与区域大气N2O的净收支.     

喜马拉雅山朗塘流域降水中δ~(18)O的变化

喜马拉雅山朗塘流域坚景和亚拉降水中δ18O的变化以及δ18O与降水量的关系分析. 在天气尺度下, δ18O随降水量的变化具有较大的离散性. 两者之间的相关系数随时间而变化. 在季节尺度下, 坚景的δ18O/降水量变化率小于天气尺度下的变化率. 在雨季, 由于大气水汽和降水中稳定同位素成分基本保持平衡,降水的蒸发富集作用较轻. 从而降水中平均稳定同位素的大小并不依赖于取样间隔. 降水量效应的模拟结果显示, 朗塘流域的降水并非来自于低纬度海洋水汽的初始凝结. 受水汽在爬越喜马拉雅山时强烈的洗涤作用(rainout), 降水中稳定同位素成分被极大地衰减.     

青藏高原达索普冰芯2 ka来温度与甲烷浓度变化记录

通过对喜马拉雅山达索普冰芯气泡中包裹气体的提取分析和对冰芯中氧同位素分析, 讨论了近2 ka来达索普冰芯记录的温度与大气甲烷浓度的变化. 结果表明, 该冰芯中d 18O记录所反映的温度变化事件与青藏高原北部的敦德冰芯记录的气候事件及中国东部乃至北半球的温度变化趋势十分相似, 近百年来的升温趋势同中世纪暖期时的升温趋势基本一致; 自工业革命以来, 达索普冰芯气泡中记录的甲烷浓度呈快速的增长趋势, 与全球大气甲烷浓度的变化趋势一致. 工业革命以前, 达索普冰芯记录的大气中甲烷浓度在825 nmol·mol-1上下波动, 是目前青藏高原大气中CH4浓度(2000±100 nmol·mol-1)的40%左右. 与南极及格陵兰同时代的冰芯记录相比, 达索普冰芯中记录的CH4浓度要高出15%~20%左右, 而且达索普冰芯甲烷浓度具有更强的波动性, 这种波动与温度变化关系紧密.     

利用洞穴石笋的δ^18O和δ^13C重建3000a以来北京地区古气候和古环…

首次提出用石笋中稳定同位素记录重建由降雨量和降水气团同位素组成所反映的古气候历史，从而为研究分辨率古季风气候信息开辟了新的途径，利用Ｈｅｎｄｙ准则，洞穴温度，研究区水系的δ＾１８ＯＨ２Ｏ值以及温度公式，证实了同位素分析结果的可靠性ＣａＣＯ３－Ｈ２Ｏ之间存在同位素平衡分馏，对采自石花洞的石笋样品进行了分辨率约在２５ａ的δ＾１８Ｏ和δ＾１３Ｃ的分析测量，从而得到３０００ａ以来，北京地区古气候和古环境的     

若尔盖盆地200 ka以来氧同位素记录的古温度定量研究

利用湖泊水体氧同位素的演化特征 ,建立了求解古温度的物理模型 ,并在若尔盖古湖研究中进行了具体应用 ,获得了近 2 0 0ka来的温度序列 .结果表明 ,相当于 7阶段 ,最高温度比现代高 2 .7℃ ;6阶段比今低 4.3℃ ;5阶段峰值温度比今高约5 .2℃ ;4阶段平均比现今低 2～ 3℃ ,而 3阶段曲线上表现为双峰一谷特征 ,内部温差在 4℃以上 .另外 ,通过比较模拟古温度值与碳酸盐氧同位素值两者间的关系 ,发现若尔盖地区 6阶段环境有其特殊性 ,并且是暖干冷湿型环境转向暖湿冷干型环境特征的过渡阶段 .     

成矿流体来源δD-δ~(18)O-~(87)Sr/~(86)Sr理论模型研究

利用D-~(18)O-~(87)Sr/~(86)Sr封闭-静态多元同位素平衡分馏水/岩交换理论模型,对新疆阿尔泰多拉纳萨依强烈热液交代金矿床成矿流体的可能来源及其特征进行了理论模拟计算,结果表明成矿流体为变质热液、水-岩交换温度区间大致为250～350℃并且有效累积水/岩质量单位比较高(w/R(?)1),该金矿床的形成可能与晚古生代末阿尔泰碰撞造山阶段在弧后扩张盆地中发育的有限相系浅变质作用有直接的成因关系。     

黄土碳酸盐中古气候变化的同位素记录

分析了采自西峰、洛川和渭南黄土剖面的钙结核和全岩样品中碳酸盐的碳氧同位素组分,发现黄土中钙结核的碳氧同位素可以成为有效的古气候变化的指标,记录了它们形成时期的环境状况,对不同地点的同位素数据对比有可能提供过去环境变化的空间格局。全岩样品的碳酸盐的同位素组分也记录了有用的环境信息,过去150ka渭南剖面的碳氧同位素曲线很好地反映了不同地层单位代表的古气候波动,这些曲线可以和黄土中其他的气候指标及深海沉积物的同位素记录相对比。     

2.5ka来新疆吉力湖湖泊沉积记录的气候环境变化

选择位于西风区的吉力湖为研究对象,利用~(210)Pb、~(137)Cs和AMS~(14)C测年手段,建立了吉力湖沉积岩芯2.5ka以来的时间序列。对湖泊沉积物的粒度、总有机碳、总氮以及有机碳同位素等多环境指标的综合分析,重建了吉力湖2.5ka以来的气候环境演化特征。2.5ka以来吉力湖气候环境变化大致经历了5个阶段:500BC-50BC,暖干;50BC-650AD,冷湿,气候不稳定,冷暖波动较大;650-1350AD,暖干,对应于中世纪暖期(MWP),1350-1850AD,冷干,对应于小冰期(LIA);1850AD以来,温干,其中20世纪20年代后,尤其是70年代以来,气候变暖。吉力湖多环境指标记录的气候环境变化与其它地质记录以及历史文献记录均具有较好的一致性。     

青藏高原东部RM孔140ka以来湖泊碳酸盐同位素记录的古气候特征

通过若尔盖盆地RM孔湖泊化学沉积碳酸盐氧、碳同位素代用指标,重建了该区近140ka以来的古气候演化历史,其中末次冰期气候至少存在有7次暖波动及5次冷事件,其波动特征可与冰芯及深海记录相比较;而末次间冰期内部的次级波动与格陵兰冰芯GRIP氧同位素记录相一致,早期的Eemian暖期也存在两次冷波动.研究结果揭示了末次间冰期和冰期气候的不稳定性.色素和碳酸盐含量指标也具有与氧同位素记录相似的结果.     

近148年塞舌尔珊瑚氧同位素记录的热带印度洋海盆模态

在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件的后期,热带印度洋海表温度(SST)会呈现海盆尺度一致增暖或冷却的分布,被称为印度洋海盆模态(IOBM).近几年的研究表明,IOBM是热带印度洋SST年际变化最主要的模态,影响了从印度洋到西太平洋及周边区域的气候.对西印度洋塞舌尔群岛(Seychelles)近148年的珊瑚氧同位素(δ18O)资料的再研究表明,该珊瑚δ18O能非常好地指示西印度洋局地SST的季节变化和长期变化,且能够表征热带印度洋海盆尺度SST的年际变化.进一步的研究显示δ18O所表征的IOBM具有3~7年的年际变化周期,并受年代际变化的调制.通过与全球海温资料的相关分析发现,该珊瑚δ18O信号滞后热带太平洋SST变化约5个月,在ENSO盛期次年春季相关达到最大.其空间分布显示塞舌尔群岛位于IOBM模态的关键海区,能够用来表征IOBM以及ENSO对印度洋的大气遥相关效应.这表明塞舌尔群岛的珊瑚氧同位素序列可以作为IOBM代用指数,用以研究印度洋气候的长期变化.     

青藏高原南北降水中δD和δ~(18)O关系及水汽循环

根据青藏高原南北不同地区降水及河水中δ D和δ18O, 建立了青藏高原从北到南降水中稳定同位素大气水线, 并解释了不同地区大气水线的差异性与水汽来源的关系. 分析了青藏高原南北降水中过量氘( d )的季节变化特征; 揭示了青藏高原降水和河水中d的空间变化, 研究发现青藏高原d在唐古拉山南北两侧显示出不同的变化特征.这种差异是与不同区域水汽来源或水汽循环有关.     

祁连山中部过去近千年温度变化的树轮记录

对采自祁连山中部的树木年轮样品交叉定年后, 建立了树轮宽度标准指数序列. 通过树轮标准年表与附近气象站观测数据的相关分析表明, 在森林上限, 树木生长主要受温度变化的影响, 年轮宽指数序列中主要包含温度变化的气候信息, 对树轮生长影响最大的气候因子为前一年12月~当年4月平均温度. 祁连圆柏轮宽标准指数序列反映的温度变化很好地表现了小冰期降温特征及20世纪的全球气温持续变暖趋势. 与祁连山敦德冰芯δ¹⁸O所反映温度变化比较说明, 冰芯和树轮所记录的温度变化趋势基本一致. 轮宽序列表现出的冷暖特征与北半球温度变化存在较好的一致性, 表明祁连山地区气候变化不仅受区域条件的影响, 而且对全球气候变化作出了响应.     

二次离子质谱技术在季节分辨石笋δ~(18)O分析中的应用

尝试利用二次离子质谱(SIMS)技术,采用国家一级标样(GBW04481)Oka方解石和美国威斯康星大学标样UWC-3方解石,对长江中游清江和尚洞洞穴碳酸盐沉积物HS4石笋的8.3ka BP时段(236.3~235.6 cm)进行了季节分辨率的?18O原位分析,探讨了利用季节分辨SIMS?18O所呈现出的年际旋回对石笋进行相对定年的可能性;并通过SIMS法与常规法?18O值的比较,分析了两者间偏差产生的可能原因.以Oka作外标,利用Cameca IMS 1280离子探针在3个工作日内对UWC-3进行了氧同位素分析,获得的测量结果(?18OVPDB=?17.85‰±0.22‰,1SD)与其推荐值(?18OVPDB=?17.83‰?0.08‰)在误差范围内一致,说明仪器稳定性良好、测试方法可靠.用SIMS法获得的HS4石笋?18O季节分辨率记录,则呈现出较为显著的年际旋回特征,其旋回总数与同段石笋Mg/Ca比及石笋反光微层图像中所呈现出的年层总数一致,有望为不具备清晰年纹层石笋的相对定年提供一个新的方法.与常规法?18O分析结果相比,HS4石笋SIMS法?18O值系统偏负0.90‰,且季节性差异增大,其主要原因可能是缘于样品中细微裂隙、孔洞和包裹体的存在,同时亦不排除石笋中有机质的存在对SIMS?18O值可能造成的影响,说明要获得与常规法?18O值相符的SIMS?18O值记录,石笋样品的致密度和纯净度均至关重要.     

珠穆朗玛峰东绒布80.36 m冰芯δ18O记录的气候意义

珠穆朗玛峰东绒布80.36 m冰芯δ18O记录与喜马拉雅山南、北坡气象资料和北半球气温变化之间的关系表明, 该冰芯δ18O基本上不反映年际温度的变化, 但冰芯δ18O与净积累量具有负相关关系, 这是该地区夏季降水(占全年降水量的80%以上)中δ18O"降水量效应"的一种具体表现. 东绒布冰芯δ18O的变化可作为印度季风活动强弱变化的替代指标. 在季风活动强盛阶段, 冰芯中δ18O平均值较低; 在季风活动衰弱阶段, 冰芯中δ18O平均值较高.