唐古拉山东段布加岗日南坡小冰期冰进的10Be暴露测年研究

高寒地区形态独特的冰川侵蚀与沉积地形是过去冰川变化最直接的证据,包含有重要的古气候环境变化信息。根据山地冰川沉积序列,通常将分布在现代冰碛地形外围形态较完好的多列冰碛垄的形成时间推定为小冰期。小冰期冰进的时间与规模是理解与重建近千年以来古气候环境变化的基础及较准确预测未来气候环境变化的关键。本研究应用¹⁰Be暴露测年技术对唐古拉山东段布加岗日南坡拥曲河源区西（主）谷与东（悬）谷中基于地貌关系与沉积序列推定为小冰期的第一套冰碛垄M_W1与M_E1进行定年。测得M_W1冰碛垄4个样品的¹⁰Be年龄分别为（155±23） a、（197±27） a、（218±26） a和（273±31） a;M_E1冰碛垄3个样品的¹⁰Be年龄分别为（262±30） a、（186±28） a和（131±25） a。使用P-CAAT法分析得出它们的年龄为（203±52） a（n=4）和（162±58） a（n=3）。地貌关系、沉积序列、冰碛垄的形态特征、土壤发育与植被覆盖以及测年结果等共同表明拥曲河源区西谷与东谷中的第一套冰碛垄形成于小冰期。结合周边地区的研究成果及古气候环境代用指标可以推断降温是这次冰进的主因。     

普若岗日冰原及其小冰期以来的冰川变化

普若岗日是藏北高原最大的由数个冰帽型冰川组合成的大冰原.冰川覆盖面积422.58km²,冰储量为52.5153km³.冰川雪线海拔5620～5860m.冰原呈辐射状向周围微切割的宽浅山谷溢出50多条长短不等的冰舌,最大的可伸至山麓地带,形成宽尾状冰舌.在一些下伸较低的冰舌段,形成有许多冰塔林,以雄伟壮观的连座冰塔林和雏形冰塔林为主.在东南部一些冰舌段雏形冰塔林的上部,分布着奇特的新月型雪冰丘和链状排列有序的雪冰丘.小冰期以来,普若岗日的冰川呈退缩趋势.环绕冰舌分布的冰碛序列,在北部和东南部普遍可区分出3道.对比研究认为,分别属于小冰期3次寒冷期冰进的遗迹.而西部小冰期冰川作用的范围较小.按小冰期最盛时的规模量测当时的冰川面积,和现在相比该时段内冰川面积减少了24.20km²,当时冰川面积比现在大57%.由此引起的冰川资源的减少为3.6583km³,相当于36.583×10⁸m³的水量.在普若岗日西侧,小冰期后期至20世纪70年代,冰川退缩了20m;70年代至90年代末,冰川退缩了40～50m;平均1.5～1.9m·a^-1;1999年9月至2000年10月,退缩4～5m.明显反映出逐渐加剧的变化趋势.和其它地区相比较,普若岗日冰原变化比较小,表现出比较稳定的状。     

祁连山西段小冰期以来的冰川变化研究

根据航空摄影相片、地形图、遥感影像数据,分析了祁连山西段自小冰期至1990年的冰川变化,得出该地区在小冰期至1956年间冰川面积减小幅度为16.9%,冰川储量减少了14.1%;1956-1990年间冰川仍以退缩为主,此时段冰川面积和储量减小量占1956年时相应量的10.3%和9.3%.分析认为冰川退缩主要与1956-1966年时段气温偏高、降水偏少有关,而且该流域区对应于1956-1966年间强负物质平衡的冰川退缩可能出现于1960年代中期至1970年代中期.     

小冰期以来羌塘高原中西部冰川变化图谱分析

运用地理信息图谱理论与方法,以地形图、航空相片、Lantlsat TM和ETM+遥感数据为基础数据源,分析了羌塘高原中西部小冰期至2000年代的冰川变化.结果表明:这里虽仍有部分冰川存在前进,但冰川整体呈萎缩状态,而且近几十年来,冰川退缩加剧.与同一区域的普若岗日相比,研究区冰川更为稳定.与其它山区冰川相比,这里由于是极大陆型冰川区,所以冰川较其它山区冰川相对稳定.气温升高和降水减少是该区冰川退缩的主要原因.     

中国小冰期的气候

在建立了近百年中国10个区的年平均气温序列的基础上,利用史料、冰芯δ18O及树木年轮,重建了各区近400～1000年的10年平均气温序列。分析表明,近千年来中国可能有5次冷期分别出现于1100’s～1150’s,1300’s～1390’s,1450’s～1510’s,1560’s～1690’s及1790’S～1890’S。第4次冷期主要在中国大陆中部最明显,而第5次冷期在中国南部较强。新疆、东北及闽台气温变化与中国其它部分特别是南部及西南有一定差异。如果把最后两次冷期作为中国小冰期的两次主要寒冷阶段,其30年平均气温可能比20世纪中期中国最暖的30年（1920’S～1940’S）低0．6～0．11℃。     

小冰期气候的研究

本文总结分析了近年来国内外对小冰期气候的研究,对亚洲、欧洲、北美、南美、非洲、北极地区及南极洲的各种重建气温序列进行了整理。所有序列均取1000-1989年每50年的平均值（最后一个仅有40年）,并统一对近千年平均求距平。发现17世纪及19世纪的冷期有很大普遍性。平均比20世纪后半低1.0℃左右。火山活动与太阳活动（14C）指数及平均气温序列的相关系数分别为-0.49及-0.73,说明这两个因素可能是小冰期形成的原因。     

中国小冰期的气候

在建立了近百年中国10个区的年平均气温序列的基础上,利用史料、冰芯δ18O及树木年轮,重建了各区近400～1000年的10年平均气温序列。分析表明,近千年来中国可能有5次冷期分别出现于1100’s～1150’s,1300’s～1390’s,1450’s～1510’s,1560’s～1690’s及1790’S～1890’S。第4次冷期主要在中国大陆中部最明显,而第5次冷期在中国南部较强。新疆、东北及闽台气温变化与中国其它部分特别是南部及西南有一定差异。如果把最后两次冷期作为中国小冰期的两次主要寒冷阶段,其30年平均气温可能比20世纪中期中国最暖的30年(1920’S～1940’S)低0．6～0．11℃。     

小冰期以来中国季风温水川对全球变暖的响应

中国的季风温冰川主要分布在青藏高原东南部,冰川覆盖面积为１３２０３ｋｍ＾２,占我国冰川总面积的２２．２％。由于这类冰川的特性,对气候变暖极为敏感,自小冰期最盛时（１７世纪）以来,温冰川区平均升温０．８℃,冰川面积减小相当现代面积的３０％,为３９２１．２ｋｍ＾２,预估中国季风温冰川区２１００年的升温值２．１℃,届时冰川面积将减少７５％,达９９００ｋｍ＾２左右,考虑到降水增加趋势等因素,实际冰川退缩比     

全球小冰期的气候变化

根据全球小冰期气候信息的不同代用指标的结果分析,全球小冰期冷、暖气候变化趋势具有一致性.其中,太阳活动是影响全球小冰期气候变化的主要因素,强火山爆发及厄尔尼诺事件则是其强化因素,这些因素通过海-气作用这一复杂机制对全球气候产生深远影响.     

1970-2000年念青唐古拉山脉西段冰川变化

运用多光谱遥感资料监测冰川变化已成为冰川研究的有效数据源,分析了念青唐古拉山脉西段念青唐古拉山峰区1970年冰川及Landsat ETM (2000)解译的冰川分布.结果显示,念青唐古拉山峰区共有870条冰川,30 a来冰川面积减小了5.7%,冰储量减少了7%;其中,冰川面积1～5 km2的冰川退缩的贡献最大,占总面积退缩量的56.7%.念青唐古拉山东南坡与西北坡的退缩幅度稍有不同,东南坡冰川面积减少了5.2%,西北坡冰川面积减少了6.9%.西北坡的拉弄冰川长度减少了(305±36) m,年退缩率为(10.2±1.2)m·a-1,面积退缩为2.6%.当雄气象站的资料表明,冰川退缩主要受温度持续上升的影响,尤其是1985年以来的温度快速上升的影响.对处于西北坡冰川体积变化分析表明,冰川体积减少可能是导致纳木错湖水位上升、水量增加的重要因素.     

唐古拉山地区第四纪冰川作用与冰川特征

自中更新世以来,唐古拉山地区发生过3次更新世冰川作用(即昆仑冰期、倒数第二次冰期和末次错冰期)和2次全新世晚期冰进(即新冰期和小冰期冰进).昆仑冰期(最大冰期)发生在中更新世早期(0.80～0.60MaBP),不仅是本区最早的一次冰期,而且也是冰川规模最大的一次冰期,当时的冰川规模比现代冰川大16～18倍;倒数第二次冰期发生在中更新世晚期(0.30～0.135MaBP),比现代冰川大13～15倍;末次冰期发生在晚更新世晚期,应分为末次冰期早冰阶(75.0～58.0kaBP)和晚冰阶(32.0～15.0kaBP,23.0kaBP时达到极盛),但在唐古拉山地区截止目前还未找到早冰阶的冰川遗迹,因此,只对末次冰期的晚冰阶(LMG)进行了探讨.LMG时,冰川规模比现代冰川大10倍;新冰期发生在全新世高温期后,冰碛物的¹⁴C测年为(3540±160)aBP,冰川规模略大于现代冰川;小冰期发生在15～1世纪,冰川规模已接近于现代冰川.由于青藏高原的上升,对高原腹部地区引起的干旱化过程和水分严重不足,使唐古拉山地区的冰川自昆仑冰期以来,冰川规模一次比一次明显的减小.     

华北平原小冰期以来干湿变化与人类活动特征

气候变化尤其干湿变化对人类活动具有重要影响,高分辨率地重建过去的干湿变化是研究区域干湿变化的基础,同时也为未来气候变化提供依据。目前针对华北地区小冰期高分辨率的气候变化研究还较少,特别是干湿变化研究更少。本研究在3个AMS-¹⁴C测年的基础上,通过99个样品的孢粉、炭屑、粒度等指标高分辨率地重建了该地区小冰期以来的气候干湿变化特征及与人类活动强度的关系。结果表明：小冰期之前（约1340 A.D.）乔木花粉含量多在25%以上,指示流域植被以森林草地景观为主,沉积物颗粒较粗,沉积环境不稳定,气候较为湿润。小冰期期间（1340~1920 A.D.）乔木花粉多降低至15%以下,喜干的藜科、荨麻属和葎草属花粉含量明显增加,指示气候整体变干,但不同阶段变干程度又存在明显差异：小冰期早期（1340~1580 A.D.）孢粉组合中喜干的藜科花粉含量逐渐增加,湿生植物花粉含量减少,PCA axis 1得分值多在0~1之间,显示气候偏干。该时期与人类活动有关的炭屑浓度、农作物（禾本科≥35 μm）花粉和磷（P）含量均最低,说明小冰期早期研究区人类活动强度相对较弱;小冰期中期（1580~1800 A.D.）喜干的藜科、荨麻属和葎草属花粉含量达到最高值,PCA axis 1得分值较小冰期早期更正偏,指示气候更为干旱。炭屑浓度、伴人植物、磷（P）含量和农作物（禾本科≥35 μm）花粉均达最高值,指示人类活动强度明显增强;小冰期晚期（1800~1920 A.D.）湿生的禾本科和水生植物狐尾藻属等花粉含量达到最高值,PCA axis 1得分值负偏,指示气候变湿润。该阶段农作物（禾本科≥35 μm）花粉、炭屑浓度和磷（P）含量较上一时期均略有降低,表明人类活动强度较小冰期中期略有降低。小冰期以后（1920年至今）喜湿的禾本科和水生植物狐尾藻属花粉含量减少,与小冰期晚期相比,气候向着干旱化方向发展

     

Climate change on the Yucatan Peninsula during the Little Ice Age

We studied a 5.1-m sediment core from Aguada X'caamal (20° 36.6′N, 89° 42.9′W), a small sinkhole lake in northwest Yucatan, Mexico. Between 1400 and 1500 A.D., oxygen isotope ratios of ostracod and gastropod carbonate increased by an average of 2.2‰ and the benthic foraminifer Ammonia beccarii parkinsoniana appeared in the sediment profile, indicating a hydrologic change that included increased lake water salinity. Pollen from a core in nearby Cenote San José Chulchacá showed a decrease in mesic forest taxa during the same period. Oxygen isotopes of shell carbonate in sediment cores from Lakes Chichancanab (19° 53.0′N, 88° 46.0′W) and Salpeten (16° 58.6′N, 89° 40.5′W) to the south also increased in the mid-15th century, but less so than in Aguada X'caamal. Climate change in the 15th century is also supported by historical accounts of cold and famine described in Maya and Aztec chronicles. We conclude that climate became drier on the Yucatan Peninsula in the 15th century A.D. near the onset of the Little Ice Age (LIA). Comparison of results from the Yucatan Peninsula with other circum-Caribbean paleoclimate records indicates a coherent climate response for this region at the beginning of the LIA. At that time, sea surface temperatures cooled and aridity in the circum-Caribbean region increased.     

小冰期以来中国季风温冰川对全球变暖的响应

中国的季风温冰川主要分布在青藏高原东南部、冰川覆盖面积为 １３ ２０３．２ ｋｍ２,占我国冰川 总面积的２２．２％．由于这类冰川的特性、对气候变暖极为敏感自小冰期最盛时（１７世纪）以来,温冰 川区平均升温０．８℃,冰川面积减小相当现代面积的３０％,为３９２１．２ｋｍ２．预估中国季风湿冰川区 ２１００年的升温值２．１℃,届时冰川面积将减少７５％,达９９００ ｋｍ２左右,考虑到降水增加趋势等因 素,实际冰川退缩比例不大于８０％,但这已足以说明温冰川的大规模衰退．其后果将对当地水资源 和环境产生重大影响     

敦德冰芯中微粒含量与沙尘暴及气候的关系

在敦德冰芯不同粒径（＞２．０ｕｍ,２．０～２５ｕｍ,＞５．０４ｕｍ）的微粒数据处理基础上,进行了微粒的变化特征以及微粒所揭示的气候信息分析,并将其与小冰期以来的气候变化记录进行了对比．结果表明,微粒含量变化与极地微粒研究所得的结论基本一致,即微粒含量高时,气候多为冷干;微粒含量低时,气候多为暖湿微粒变化异常于这一规律时,多为尘暴发生之时微粒含量的多少与当地的大风强度、地形、尘暴的规模、频率和强度有关     

可可西里马兰山冰川的近期变化

位于可可西里地区的马兰山冰帽，冰川覆盖了整个山体，冰川面积达195km^2，属极大陆型冰川，雪线海拔在5340－5540m之间，大多数冰川末端存在小冰期的碛垄，一般可分辨出3道，自小冰期以来，随着气候的变化，马兰山冰帽表现出波动退缩趋势。小冰期时，冰舌末端南坡比现在低20m，北坡低20－40m，由冰川退缩引起的冰川面积的减小相当于现代冰川面积的4．6％，略小于整个羌塘高原地区小冰期以来冰川面积减小的幅度（8％）。近百年来，冰川的退缩量为45－60m左右，而从1970年以来的30a中，马兰山冰川的退缩量为30－50m，平均年退缩量为1－1．7m。虽然小于高原边缘和其它地区冰川退缩幅度，但是退缩速率正在逐渐增大，这将对高原内陆脆弱的生态系统和生态环境产生较大的影响。     

唐古拉山冬克玛底冰川作用区的水化学特征

冬克玛底冰川附近地区是该冰川化学成分的主要来源区。冬克玛底河水及冰川上的新，老雪的矿化度，总碱度，硬度的大小顺序是：河水－老雪－－新雪。虽然它们都属淡水范畴，但新雪是性偏酸的极软水，老雪是偏碱的极软水，河水则属碱性软水。