非典型周期和气候突变的识别与判定

通过两种新方法分析了无锡站降水年际变化的突变性、周期性等特征,揭示了旱涝演化的自然规律。研究表明,1934、1978、2013年是我国近现代气候突变的临界点,这是旱涝演化的自然选择;无锡站年际降水的观测历史可分成四个特征不同的时段,每个时段节点对应的都是一次气候突变;气候突变会改变年际降水序列的一致性,分段法研究可以大幅度降低模拟难度、提高预测效率。发现并确认了3个气候突变点,实现了超长缺测中断期(13a)旱涝趋势的精确插补,完成了无锡站近百年降雨序列的周期性分析与旱涝趋势预测模拟,研究成果改变了近现代气候历史无法细分的现状。     

过去气候演化的阶段性和突变

地球系统的历史信息是评估全球变化的一项重要因素。前些年，过去气候研究中发现了气候的突然变化的现象，突变证据大多出现在冰期，或由冰期向间冰期的过渡时期，并认为这是冰盖的成冰与溶解过程造成海水铅直运动的结果。近些年，过去气候研究还发现在间冰期中也出现突变。我国的历史文献、冰芯和沉积的高分辨率的古气候恢复工作发现近２０００年来中国气候明显存在着突变事件。因此，这给我们带来了新的问题，即间冰期气候的稳定性问题。如果气候突变的证据增多，那意味着气候系统很可能按两种方式运行     

气候转折期前后无锡站年际旱涝周期水文特性的对比分析

在人类影响不断加剧的大背景下,通过对气候转折期前后无锡站年际降雨序列水文特性的对比分析,探索旱涝周期演化的自然规律。研究表明,无锡站年际降雨过程线的外观和内在特征,在1978年前后发生了突变,证实了笔者"气候成因不同特征不同"的猜想,也是气候转折期存在的有力证据;无锡站年际旱涝周期性特征是水文自然演化规律的一部分,其时间序列的一致性,并未因人类活动的影响而改变;分段法的提出打破了旱涝无规律的传统思维定势,国家气候中心对气候转折期的研究成果是其存在的理论基础;本次研究解决了无锡站年际旱涝周期性分析的难题,首次实现了旱涝趋势预测模拟,可推进太湖地区中长期水文预报和气候预测研究。     

气候突变:史实与意义

利用国际上有关气候突变研究的最新结果,综述了冰期与间冰期气候突变的史实,重点探讨了近２０００年以来的气候突变问题,结果表明：无论是呈是暖期,气候 存在突变。特别是发生于Ｅｅｍｉａｎ期间和近２０００年以来的气候突变,为暖期气候民存在突变提供了非常重要的证据。同时还发现：发生于１２３０ＡＤ年的气候突变,虽然其幅度较冰期与间冰期气候要小得多,但同样具有全球性。这些结果动     

基于文献记录的黑河流域历史时期旱涝特征分析

流域的旱涝灾害特征及其变化规律是流域水资源演变研究的重要内容。利用历史文献资料重建了西北内陆河黑河流域公元0-1949年的旱涝灾害等级序列,结合滑动平均、小波变换处理等方法,探讨了流域历史时期旱涝等级的频数特征、旱涝变化的周期特征及其与气候冷暖和人类活动之间的关系。对公元1000年以后的旱涝灾害规律进行分析,结果表明：流域存在5个旱灾高发阶段（1230-1270年、1430-1530年、1640-1760年、1860-1890年、1900-1940年）,3个涝灾高发期（1650-1690年、1730-1790年、1830-1910年）,并呈现出旱涝灾害频发的态势;1000-1949年期间,流域旱涝灾害存在4个准周期变化,对比发现这与太阳黑子活动等环境变化周期有紧密的联系;1580年以前,气候冷暖是影响旱涝灾害发生的主要因子,但16世纪以后,旱涝灾害交替频发,很可能是人类活动加剧了该现象。所以,定量辨析自然因素和人类活动对流域旱涝灾害的影响将是未来研究的重点方向。     

淮河流域6—8月旱涝分布特征

淮河流域地处东亚季风区，是我国南北气候的过渡地带，旱涝灾害频繁，由于淮河流域年降水量主要集中在夏季，其中6－8月降水量约占年降不量的53％，因此，6－8月降水量的多寡是确定当年旱涝的主要因素，用降水量的Z指数法确定了淮河流域1953－1999年6－8月降水量的旱涝级别，分析了其旱涝程度及其分布特征，探讨了引埋涝的天气成因。     

华北地区500年来旱涝区域分异演变的研究

本文用研究区1470～1985年的旱涝等级资料,讨论了该地区500年来旱涝区域分异变化的阶段性,恢复了各阶段的旱涝分布和旱涝区域分异格局。结果表明,研究区旱涝区域分异的变化可分成4个区域分界格局相对多变和3个相对稳定交替出现的阶段。500年来的旱涝变化与温度变化对比发现,较寒冷期,研究区的旱涝区域分异格局较稳定、旱涝分布的东西差异显着;较温暖期,旱涝区域分异格局的变动较频繁、旱涝分布各有特点且均无明显的东西差异;在小冰期最寒冷阶段,旱涝区域分异格局的变动最频繁且区域差异性最大、旱涝分布的南北差异明显。     

北京地区季节旱涝长期变化分析

本文对北京地区各季旱涝状态进行了识别比较。结果表明,用Gamma分布划分旱涝级别更能反映该地区的气候状态。发现近30年来四季出现干旱气候状态较以前增多,但各季变化略有不同.夏季干旱增加表现较为明显。从长期变化来看,冬春季有变涝趋势,夏秋季则有变旱趋势。 对北京旱涝状况成因初步分析表明,它与太平洋地区海温冷暖有关。对它们出现的周期性分析表明,未来10～30年期间,夏季干旱程度可能有所缓解。     

过去气候演化的阶段性和突变

地球系统的历史信息是评估全球变化的一项重要因素。前些年，过去气候研究中发现了气候的突然变化的现象，突变语气大多出现在冰期，或由冰期向间冰期的过渡时期、并认为这是冰盖的成冰与溶解过程造成海水铅直运动的结果。近些年，过去气候研究还发现在间冰期中也出现突变。我国的历史文献，冰芯和沉积的高分辨率的古气候恢复工作发现近２０００年中国气候明显存在着突变事件。     

4000～3500aB.P.我国的环境突变事件研究

４０００～３５００ａＢ．Ｐ．我国的环境突变事件研究方修琦（北京师范大学资源与环境科学系，北京，１００８７５）在我国发现了大量指示４０００～３５００ａＢ．Ｐ．前后存在环境突变事件的证据，这些证据分别集中在４０００～３９００ａＢ．Ｐ．两个时段，两个时段中...     

中国东部6区域近1000年干湿序列的重建和气候跃变分析

本文利用我国的历史气候记载，为东部6区域重建了最近1033年的时间分辨率为1年的区域于湿气候序列，讨论其可靠性，并分析其变化的准周期性和跃变特征。跃变分析采用移动t检验方法，分析各区域干湿气候的世纪尺度和10～20年尺度的跃变现象，辨识跃变信号的参考年代，指出北方各区域的跃变趋势相同，但有时与长江下游地区相反，以及跃变信号在寒冷气候背景下较多出现等特点。     

末次冰消期以来赛里木湖沉积记录的气候突变

末次冰消期以来的气候突变事件的时空变化特征及其区域响应是古气候环境变化研究的重要内容,然而亚洲中部干旱区末次冰消期以来的气候突变记录较少,尤其缺少末次冰消期期间快速转暖过程的区域响应.本研究通过对位于亚洲中部干旱区的新疆西天山中部亚高山湖泊赛里木湖湖心采得的长300 cm的SLM2009钻孔沉积物的碳酸盐含量和粒度变化特征的分析,在 14 个 AMS 14C测年数据的基础上,探讨了末次冰消期约23. 4 cal. ka B. P.以来亚洲中部干旱区的气候突变事件记录及其区域响应过程.结果表明:赛里木湖湖心钻孔沉积物完整记录了 H1 ( 17. 5 ~ 15. 2 cal. ka B. P.)、 YD ( 12. 6 ~ 11. 7 cal. ka B. P.)冷事件以及 B-A ( 15. 2 ~12. 9 cal. ka B. P.)暖事件等末次冰消期气候突变事件以及全新世以来的10. 5 ka、 8. 2 ka、 5. 5 ka、 4. 2 ka、 2. 8 ka和小冰期冷事件,这与亚洲中部干旱区已有的气候突变事件记录相吻合,表明末次冰消期以来亚洲中部干旱区具有相似的气候突变演化模式.同时这些气候突变事件与高纬冰芯以及低纬石笋氧同位素记录的一致性则表明气候突变具有全球性影响,受相同的成因机制因素控制.     

2500多年来的太阳活动与温度变化

利用Schove推算出的2500多年太阳黑子极值出现的年份得到了2500多年来的太阳黑子周期长度，将其与北半球部分地区温度对比，发现太阳黑子周期长时北半球温度低，太阳黑子周期短时北半球温度高；快周期持续时间越长暖期持续时间也越长，反之亦然。最后，利用太阳黑子周期长度和万年尺度的温度变化趋势拟合了2500多年来的温度变化，它与我国温度和极区温度有一定的可比性。     

汉江上游全新世特大古洪水事件光释光测年研究

古洪水事件对中国古代文明的演变进程产生过重大影响,古洪水水文学研究是全球变化研究的前沿课题.通过野外深入考察,在汉江上游河谷阶地上,发现典型的全新世剖面中赋存古洪水滞流沉积层,记录了古洪水事件的气候水文信息.选择三个剖面系统采样,应用SAR法的Post-IR OSL技术对样品进行测年研究,获得了14个OSL年龄数据.结合样品的粒度成分和磁化率等气候替代指标测定分析,获得了全新世洪水事件与气候变化关系的记录.证明在距今9.5~8.5 ka和3.2~2.8 ka前,汉江上游经历了2个特大洪水期.该流域黄土—古土壤剖面记录了全新世早期气温回升增湿的气候,由于大气波动失稳,出现了9~8 ka前的全球降温事件;中期土壤成壤强烈,记录了温暖湿润的气候;晚期形成的现代黄土和表土层,记录了相对干旱的气候.由此揭示了在全新世早期气候波动失稳和中期向晚期过渡的气候转折时期,气候变化剧烈,降水变率增大,是导致特大古洪水事件频发的主要原因,这也是该区域气候水文事件对全球气候变化响应规律的具体表现.     

中国玛珥湖及其研究意义

随着全球变化研究的深入,科学家们认识到古气候变化除轨道尺度的冰期/间冰期旋回之外还存在年代际-千年尺度的高频变化和突变事件。要认知这些变化,古气候记录的时间分辨率要达到"年-年代际"。因此,寻求时间跨度长、连续性好、信息丰富的高分辨率记录是过去全球变化研究面临的主要任务之一。玛珥湖为火山射汽喷发形成的封闭湖泊,由于其独特的形成机制及水文背景,使其能够提供数万年乃至几十万年连续稳定的沉积记录,是高分辨率古气候、古环境变化研究的重要对象。中国玛珥湖得天独厚,从热带到寒温带均有分布,为系统研究中国不同气候区各种时间尺度古气候变化规律提供了理想材料。本文基于中国玛珥湖的分布及沉积特征,探讨玛珥湖沉积记录能够为古全球变化研究做出怎样的贡献,解决什么科学问题,具体包括以下三个方面的内容:(1)在轨道尺度上,精确定位现代气候在地质历史中的位置是未来最具挑战性的科学问题之一。我国热带地区玛珥湖沉积物跨越了至少4个冰期-间冰期旋回,能够为理解冰期驱动机制、下一次冰期来临、高低纬关联等关键科学问题提供多学科数据;(2)千年尺度古气候变化,其成因可能源于不同的动力学机制,是气候系统对各种外部和内部驱动因子响应的结果,因此千年震荡可能存在明显的时空差异。集成不同气候带的玛珥湖沉积记录将为理解千年震荡规律及其驱动因子做出贡献;(3)年-年代际气候变化是预测未来气候变化的基础,PAGES、IPCC以及PAGES-Asia 2K均将过去2千年来气候变化作为预测未来几十年至百年尺度上重大全球变化的背景,并为此构建全球数据体系,玛珥湖沉积特别是纹层沉积记录能够填补某些地区高分辨率数据的空白。     

南海深海沉积物花粉记录的快速气候波动事件

本文根据１７９４０柱状样花粉研究结果,分析了南海末次冰期以来千年尺度气候波动事件,并利用频谱分析方法得到南海深海沉积物花粉记录的气候变化的周期。本文研究认为,这种千年级准周期的气候波动可能与高纬度地区的亚米兰科维奇准周期性事件进行对比;它也可能反映了Ｅ１Ｎｉｎｏ－ＳｏｕｔｈｅｒｎＯｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ(ＥＮＳＯ)系统较长周期的变化,其形成和演化机制仍待进一步探讨。     

南极冰盖与中国风尘堆积

通过南极冰盖消长和风尘堆积物的气候事件对比,说明在4.3—2.5 Ma B.P,间南极冰盖增长和北极冰盖发展,中国第三纪风尘红壤土沉积可能是中国东部季风气候雏形形成的反映。2.6Ma以来,随着北极冰盖的迅速扩展,中国内陆进一步干旱化并促成黄土堆积。南极极锋带北移与黄土区极寒等事件的发生具有同步性,据此建立极寒事件的序列,可能反映大气环流强度变化情况。南极东方站冰岩芯气候曲线说明,黄土高原晚更新世以来的干冷期可能形成于0.115Ma B.P.。我国东部地区转暖大致发生在13000aB.P.,此后不久可能出现欧洲新仙女木寒冷事件。此外,大约在40000aB.P.可能有一寒冷事件。     

末次间冰期以来地球气候系统的突变

地球气候系统的突然变化是近年来地学研究的热点。取自极地冰芯、海洋沉积物和陆地的古气候记录表明,末次间冰期以来全球经历了一系列数百年—千年时间尺度的气候突变事件,证明了在末次冰期—间冰期旋回大尺度气候变化背景下,全球气候存在较大不稳定性这一基本事实。尽管末次间冰期以来这些数百年—千年时间尺度气候突变事件的成因和影响范围还存在明显的不确定性,但已从诸如末次间冰期(MIS 5e)中期的干冷事件、末次冰期的Dansgaard-Oeschger旋回、Heinrich事件和Younger Dryas事件以及发生在全新世冰后期的一些降温事件的研究中,获得对过去130 ka来气候变化过程总体上的认识和理解。综述了近年来的主要研究成果,介绍了有关末次间冰期以来全球气候突变事件发生的时间、过程和机制等最新的研究进展。     

2000年来华南沿海气候与环境变化

通过华南沿海两个钻孔剖面的孢粉分析，并用14种热带、南亚热带木本植物花粉含量之和与5种中、北亚热带和暖温带木本植物花粉含量之和的比值作为冷热变化的温度半定量曲线；利用2000年来古籍、地方志记载的典型热带动、植物分布、兴衰的变化作冷暖变化事件；以华南沿海罕见的降雪记载，特别是对15世纪以来的降雪现象分纬度统计其出现频率，探讨华南的小冰期。据此分析华南沿海2000年来的气候和环境变化。