青藏高原环境变化对全球变化的响应及其适应对策

青藏高原的环境变化对全球变化具有敏感响应和强烈影响。青藏高原的现代环境与地表过程相互作用,引起包括冰冻圈和水资源以及生态系统等方面的一系列变化,对高原本身以及周边地区的人类生存环境和经济社会发展产生重大影响。作为国际研究的热点地区,青藏高原环境变化研究目前出现三个新的科学动向：关注关键地区的关键科学问题的系统研究;关注以现代地表过程为核心的监测研究;关注全球变化影响下的圈层相互作用研究。本项目的研究对青藏高原环境变化科学的发展、国际科学前沿的贡献以及服务于社会经济发展,都具有十分重要的意义。通过项目的研究将揭示青藏高原隆升到现代地貌与环境格局过程中所出现的重大构造事件和环境事件;重建不同区域、不同时间尺度的气候环境变化序列并揭示其时空分布特征;阐明青藏高原冰冻圈、湖泊和主要生态系统与土地覆被在不同气候条件下的变化特征;揭示青藏高原环境变化与地表过程对全球变化的响应特点和高原热力与动力过程对不同气候系统变化的影响。本项目将在高原南北典型区域利用地貌学与沉积学手段,研究青藏高原现代地貌与环境格局的形成过程;利用湖芯、冰芯、树木年轮等手段,研究青藏高原过去环境变化的特征事件、区域分异及其与全球变化的联系;利用冰川、冻土、积雪的时空变化,结合对高原特殊大气边界层的观测,研究青藏高原冰冻圈变化与能量水分循环过程;从冰川、湖泊、大气的监测入手,结合模式方法,研究青藏高原环境变化的机制;利用生态系统碳的源—汇变化,研究青藏高原生态系统对环境变化的响应;综合研究全球变化背景下青藏高原环境变化与水资源变化所产生的区域效应和适应对策。     

全球变化及其相关科学概念的发展与比较

在回顾全球变化科学产生和发展历史的基础上,针对当前全球变化、全球气候变化、全球环境变化、地球系统科学在概念和内涵上存在混淆的情况,就全球变化等概念的内涵、产生的过程及其联系进行了综述、分析和比较。提出全球变化是指对人类现在和未来生存与发展有重要的直接或潜在影响、由自然因素或人类因素驱动在全球范围内所发生的地球环境的变化,或与全球环境有重要关联的区域环境的变化。气候变化和全球环境变化的研究范畴包含在全球变化之中,但又各有其关注领域和交叉部分;而地球系统科学是解决全球变化问题的科学理念、思维方式和解决方案。]     

AMAP评估报告解读:短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响

基于北极理事会北极监测与评估计划(AMAP)工作组于2021年发布的“短寿命气候强迫因子(SLCFs)对北极气候、空气质量和人类健康的影响”科学评估报告,本文系统解读了黑碳(BC)、甲烷(CH₄)、臭氧(O₃)与硫酸盐(SO₄^2-)气溶胶等短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响。报告指出:BC、O₃和CH₄共同促进了北极地区的快速变暖,而SO₄^2-气溶胶对北极气候变化具有致冷效应,由此减缓了由CO₂和SLCFs导致的部分增暖效应。全球人为源CH₄排放量以及北极大气中的CH₄含量持续增加,苔原退化、泥炭地融化、森林火灾频发等导致北极地区BC和有机碳气溶胶排放日益增多,气候变暖进一步导致更大范围且更加频繁的森林火灾和冻土退化,对BC与CH₄等释放以及气候效应形成正反馈。因此,SLCFs减排将有利于北极地区生态环境的健康可持...     

萨拉乌苏河流域地层沉积时代及其反映的气候变化

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球变化反映非常敏感,是研究全球变化的理想区域。本文根据地质测年、气候地层对比,以及地层中气候代用指标的分析,将萨拉乌苏河流域地层和气候变化划分为全新统的风成相与湖相沉积(0~11.5kaBP),早、中期气候较暖湿,晚期气候较干旱;上更新统城川组的风成相沉积(11.5~80kaBP),气候干旱寒冷;上更新统萨拉乌苏组的湖相沉积(80~140kaBP),气候温暖较湿润;中更新统上部的河流相与风成相互层(140~190kaBP),气候冷干与温凉半干旱波动;中更新统上部的冲洪积沉积(190~220kaBP),气候较暖湿等阶段。指出自中更新世晚期以来气候发生频繁波动,无论是暖湿还是冷干阶段,气候都波动频繁,气候变化不稳定性明显。     

新疆塔里木河流域近50a气候变化及其对径流的影响

根据塔里木河源流区1958-2004年的水文气象数据,利用Mann-Whitney和Mann-Kendall非参数技术检验,对塔里木河源流区近50 a来气候变化的长期趋势、变化特征及其空间分布进行检测,并分析了塔里木河流域气候变化背景下的径流变化趋势.结果表明:流域气温和降水均在20世纪80年代中期发生了跳跃式的突变,且自20世纪80年代中期以来气温和降水均保持较高的增长趋势,90年代成为近半个世纪以来最温暖的10 a.阿克苏河区和开孔河区增温幅度大于叶尔羌河区和和田河区,除和田河区外,各区的增湿幅度基本上都超过了10%.与气候变化相一致,塔里木河上游源流区的年径流量除和田河表现出轻微减少趋势外,叶尔羌河和阿克苏河的年径流量均呈增加趋势,其中,阿克苏河的年径流量增加了10.9%.流域气温、降水与厄尔尼诺的χ2独立性检验表明,El Ni(n)o与La Ni(n)a事件对流域年均气温和年降水不存在显著的影响.     

IPCC WGI第四次评估报告关于全球气候变化的科学要点

2007年1月29日~2月1日,政府间气候变化专门委员会第一工作组(IPCC WGI)在巴黎召开了第10次全会,通过了第四次评估报告第一工作组报告《Cli mate Change2007:The Physical Science Basis》的决策者摘要(SPM),并于2月2日正式发布.报告阐述了目前对气候变化主要原因、气候变化观测事实、气候的多种过程及归因以及一系列未来气候变化预估结果的科学认识水平,其科学要点主要体现在以下几个方面.     

AMAP评估报告解读:气候变化对北极地区持久性有机污染物和新污染物的影响

气候变化显著影响北极地区的海陆环境,进而影响北极地区典型污染物的来源、传输与环境归趋。北极监测与评估计划(AMAP)近期发布的AMAP 2020评估报告《北极地区持久性有机污染物(POPs)和新污染物(CEACs):气候变化的影响》指出:(1)气候变暖导致北极冰冻圈内长期储存的污染物重新释放和再分配,北极地区随人类活动加剧产生新污染物排放;(2)气候变暖增强了POPs长距离迁移潜力,海洋“生物泵”过程的强化增加了POPs在深海水域的沉积存储;(3)气候变化产生自然环境变化与生物生态变化,进而影响北极食物网的污染物赋存状态和当地居民的暴露水平。该评估报告显示,气候变化对POPs和CEACs的影响十分复杂,相关机制仍有待深入研究。未来需要将更多具有POPs性质的化学品纳入监管,继续开展国家监测项目,加强跨学科交流与活动以及政府、学校、北极本地居民间的合作。     

大兴安岭区域未来气候变化趋势及其对湿地的影响

基于未来2种排放情景下的RCM-PRECIS输出的大兴安岭区域气温与降水量预测数据,采用Mann-Kendall(简称M-K)非参数检验法和线性倾向率法,分析大兴安岭区域2015-2050年气候变化趋势及其对湿地的影响.结果表明,在未来2种情景下,2015-2050年的年平均气温升高显著,A2情景的增温速率(0.54℃·(10a)^-1)高于B2情景(0.41℃·(10a)^-1),与东北地区增温速率(0.56℃·(10a)^-1)一致,B2情景增温速率低于东北地区增温速率;大兴安岭区域自2032年气温开始出现增暖突变现象,增温幅度显著增大.2种情景下季节平均气温的增温速率大小依次为夏季、冬季、春季和秋季,A2情景夏、冬、春、秋季分别为0.59、0.56、0.56、0.52℃·(10a)^-1,B2情景分别为0.48、0.47、0.42、0.37℃·(10a)^-1;各季突变增温时间点和增温趋势显著时段存在差异.2种情景下2015-2050年的年降水量有微弱的减少趋势,M-K检测基本无显著变化;季节降水总体而言,大兴安岭区域未来36a降水量仍以夏季为主,占全年降水量的60%左右;春季和秋季次之,各占全年降水量的18%~19%.未来大兴安岭区域气候呈现暖干化趋势,其中21世纪20、40年代大兴安岭湿地受到气候暖干化的胁迫相应较强,未来气候暖干化趋势是大兴安岭湿地生态系统萎缩和退化的主要诱因之一,未来大兴安岭湿地生态系统仍将受到气候暖干化趋势的巨大威胁,面临萎缩和严重退化趋势.     

气候变化和人类活动对中亚地区水文环境的影响评估

中亚地区是我国天气的上游区,生态环境异常脆弱,必须要保证该地区生态环境和资源安全,水资源安全首当其冲.研究和评估气候变化和人类活动对中亚地区水文环境的影响,具有重要的战略意义.近百年来中亚地区气候有暖湿化趋势,气温增温持续时间较长且增温幅度较大,近50a增暖更加明显(0.47℃·(10a)^-1),其中冬季增温最快,预估未来会延续变暖的态势;同时20世纪80年代之后降水量持续波动上升.气候变化对该地区水资源的时空分布及湖泊变迁造成了重大影响,人类活动加剧了水资源短缺,近50a来锡尔河和阿姆河入咸海径流量均呈减少的趋势,20世纪70年代之后拦水蓄水水库等水利工程的建设,加上灌溉用水的增加,导致两河入咸海水量骤减;而1987年之后两河入咸海水量回升,主要是气温回暖、降水增多,加速了常年积雪和冰川融化,使得进入河道的径流量增加.同时,湖泊水位下降,面积收缩,水质恶化.中亚水资源问题主要是跨国水资源分配和水环境恶化问题,要做好水资源评估和用水规划工作,建立覆盖全区域的水资源环境监测网络.中亚国家需要共同参与制定一套完整的、综合考虑人口、社会经济、生态环境等因素的水资源管理政治立法决策体系,构建中亚各国人水和谐、互利共存的水资源新秩序,以水资源可持续利用来支持经济与社会的可持续发展.     

国家重点基础发展计划(973计划)2010年应对全球变化项目《北半球冰冻圈变化及其对气候环境的影响与适应对策》简介

<正>全球气候变化已成为当今世界热点问题,为加强中国在全球变化关键科学问题的话语权,国家科技部组织实施了全球变化研究国家重大科学研究计划项目.该计划第一批19个重大项目2010年正式启动实施,研究计划第一届专家组组长由徐冠华院士担任,秦大河院士和吴国雄院士     

气候变化和人类活动对伊塞克湖水位变化的影响及其演化趋势

结合气象、水文、冰川变化和人类活动序列资料,应用水量平衡方法分析了气候变化和人类活动对吉尔吉斯坦伊塞克湖1927—2008年水位变化的影响.结果表明:降水量和入湖径流量是湖泊水位变化的决定因素.在水量平衡各要素中,降水量和入湖径流量与湖泊水位变化的正相关关系最为密切,而灌溉耗水对目前湖泊水位的变化的影响仅处于次要地位.由于气候变化,流域高山区气温上升显著,湖面降水量和入湖径流量增加明显,导致湖面于1998年停止下降,开始回升,到2008年底已经上升了0.59 m.按照所有SRES情景预估的未来升温情况,伊塞克湖水位还将会因为雨雪比例的增大及冰川融水的大量增加而上升.因此,伊塞克湖水位现在已经处于自然波动恢复状态中,不需要从其他流域向伊塞克湖调水来恢复湖水位,但要注意灌溉回归水可能会对湖水造成一定的污染.     

220ka BP来萨拉乌苏河流域地质剖面地球化学特征及其对全球气候变化的响应

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球气候变化反映非常敏感,是研究全球气候变化响应的理想区域.对该区域滴哨沟湾剖面地球化学元素氧化物及其比值变化进行了分析,结果表明:约220 ka BP以来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同时间尺度的频繁变化,这种不稳定性无论是在冰期还是间冰期都有很好的反映.其中倒数第二次间冰期存在3次气候波动;倒数第二次冰期存在7个气候旋回;末次间冰期存在7个气候旋回;末次冰期存在9个气候旋回.这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的高度一致性.     

IPCC第一工作组第五次评估报告对全球气候变化认知的最新科学要点

2013年9月27日, 在瑞典首都斯德哥尔摩, 联合国政府间气候变化专门委员会第一工作组第五次评估报告《Climate Change 2013: The Physical Science Basis》决策者摘要(Summary for Policymakers, SPM)发布, 随后于9月30日公布了报告全文. 报告指出, 全球气候系统变暖的事实是毋庸置疑的, 自1950年以来, 气候系统观测到的许多变化是过去几十年甚至近千年以来史无前例的. 全球几乎所有地区都经历了升温过程, 变暖体现在地球表面气温和海洋温度的上升、 海平面的上升、 格陵兰和南极冰盖消融和冰川退缩、 极端气候事件频率的增加等方面. 全球地表持续升温, 1880-2012年全球平均温度已升高0.85 ℃[0.65～1.06 ℃]; 过去30 a, 每10 a地表温度的增暖幅度高于1850年以来的任何时期. 在北半球, 1983—2012年可能是最近1 400 a来气温最高的30 a. 特别是1971-2010年间海洋变暖所吸收热量占地球气候系统热能储量的90%以上, 海洋上层(0～700 m)已经变暖. 与此同时, 1979-2012年北极海冰面积每10 a以3.5%～4.1%的速度减少; 自20世纪80年代初以来, 大多数地区多年冻土层的温度已升高. 全球气候变化是由自然影响因素和人为影响因素共同作用形成的, 但对于1950年以来观测到的变化, 人为因素极有可能是显著和主要的影响因素. 目前, 大气中温室气体浓度持续显著上升, CO₂、 CH₄和N₂O等温室气体的浓度已上升到过去800 ka来的最高水平, 人类使用化石燃料和土地利用变化是温室气体浓度上升的主要原因. 在人为影响因素中, 向大气排放CO₂的长期积累是主要因素, 但非CO₂温室气体的贡献也十分显著. 控制全球升温的目标与控制温室气体排放的目标有关, 但由此推断的长期排放目标和排放空间数值在科学上存在着很大的不确定性.     

第四纪干旱地区和气候变化——两半球之间的对比

南极和青藏高原的共同点是什么?它们几乎分别在星球的两端,不仅集中体现了两半球的不对称性,而对气候的过去、现在和将来各自都有其巨大的地区性影响。任何全球变化的重建都需估计两半球的不对称性。两半球间事件的详细对比,将为更好地理解全球变化动力学和根本原因打下基础。     

最近十多年来冰冻圈加速萎缩——IPCC第六次评估报告之冰冻圈变化解读

政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2021年8月发布了第六次评估报告第一工作组报告《气候变化2021：自然科学基础》。该报告基于最新的观测和模拟研究,评估了冰冻圈变化的现状,并采用CMIP6模式对未来变化进行了预估。报告明确指出,近十多年来冰冻圈呈现加速萎缩状态：北极海冰面积显著减小、厚度减薄、冰量迅速减少;格陵兰冰盖、南极冰盖和全球山地冰川物质亏损加剧;多年冻土温度升高、活动层增厚,海底多年冻土范围减少;北半球积雪范围也在明显变小,但积雪量有较大空间差异。冰冻圈的快速萎缩加速海平面的上升。未来人类活动对冰冻圈萎缩的影响将愈加显著,从而导致北极海冰面积继续减少乃至消失,冰盖和冰川物质将持续亏损,多年冻土和积雪的范围继续缩减。报告也提出,目前冰冻圈研究仍存在观测资料稀缺、模型对各影响因素的敏感性参数和过程描述亟需提升、对吸光性杂质的变化机制认知不足等问题,从而影响了对冰冻圈变化预估的准确性,未来需要重点关注。     

祁连山西段党河山区流域气候变化及其对出山径流的影响与预估

依据祁连山西段党河山区气象台站的气温、降水和出山口水文站的径流等观测数据,分析1960-2010年51a来党河出山径流量的变化特征、趋势及其对气候变化的响应.结果表明：近51a来,党河山区气候转暖湿明显,气温上升,降水量增加、冰川消融增加.受山区气候变化影响,出山径流量总体亦呈增长趋势.从径流的补给来源与季节水量变化上...     

湖北天门谭家岭遗址全新世中晚期气候变化及其对人类活动的影响

石家河文化是长江中游地区早期文明演化进程中的重要阶段,然而目前对于石家河文化的绝对年代尚存有分歧,对该时期环境特征与人类文明相互关系的研究也较少.选择石家河文化典型遗址——谭家岭遗址为研究对象,经美国NSF-Arizona AMS实验室对该遗址剖面AMS 14C年龄的测定,并结合石家河文化的相对年代,可知石家河文化的绝对年代定在4 800~4 100 cal. a BP比较合适;通过对该遗址剖面的地球化学元素分析,借助主成分分析、环境C值等统计分析方法,结果表明:本区在4 850~4 300 cal. a BP间,元素的第二主成分、环境C值和Mg/Ca比值处于高值段,反映气候相对温暖湿润,同时反映人类活动的指标F₁和F₃得分也处于高值段,表明人类活动较强;在4 300~4 124 cal. a BP间,元素的第二主成分、环境C值和Mg/Ca比值处于低值段,揭示气候进入相对寒冷干旱时期,同时F₁和F₃得分显著降低,指示人类活动减弱,石家河文化走向衰败.本文研究结果表明距今4300a暖湿转为干冷气候背景下的洪水事件可能促使石家河文化走向衰败.      

近40年来气候变化对青海盐湖及其矿产资源开发的影响——以小柴旦湖为例

青海是中国盐湖主要分布区之一,蕴藏着丰富的矿产资源。文章以RS和GIS技术为基础,从20世纪70年代、90年代、2000年前后、2008~2009年和2013~2014年五期Landsat遥感影像中提取了青海面积大于10 km2的所有盐湖(不包括干盐湖),分析了其近40年来的变化趋势:总体上,盐湖总面积除在2000年前后有所减少外,基本上呈现增加的趋势;具体而言,2000年前后,萎缩的盐湖主要分布在柴达木盆地;其他时期均呈现全面扩张的趋势。在全球气候变暖的大背景下,通过分析青海地区11个气象台站的年平均气温、年降雨量和蒸发量数据,可知青海地区气候呈现了向暖湿方向转型的趋势,且2002年之后更为明显。最后,以青海省小柴旦湖为例,分析了湖泊淡化、矿产资源贫化对盐湖资源开发的影响,具体为:1资源开发成本升高、难度加大,甚至使一些处于工业开发临界品位的盐湖失去开发价值;2盐湖淡化条件下,锂等矿产资源有效提取技术亟待研发;3政府制定矿产资源开发政策时,需要对气候及盐湖的动态变化过程综合考虑。以上说明,青海地区的暖湿气候使盐湖大幅度淡化,给盐湖矿产资源开发带来了新的挑战。