近2000年来气候环境变化的冰芯记录研究

文章通过对古里雅冰芯中δ＾１８Ｏ，冰川积累量和Ｃａ等指标的研究，恢复了过去近２０００ａ来气候环境的变化。作为温度指标的δ＾１８Ｏ反映了过去近２０００ａ来气候在冷暖波动中逐渐变暖的趋势。作为降水指标的冰川量反映出降水变化具有和温度变化相似的牲即降水在增减波动显示出逐渐增大的趋势。     

一款可获取大直径冰芯的钻机——蓝冰钻

蓝冰钻（BID,Blue Ice Drill）是一款大直径、便携式钻机系统,由美国麦迪逊-威斯康辛大学冰钻设计与操作团队研发,可以从近地面的钻点快速获取直径241 mm、无污染的冰芯样品.蓝冰钻的主要组成部分如下：1）下井电机/齿轮减速器：带动冰芯钻刀和外管内的芯管旋转,以便高效运送切割下来的固态冰;2）变频驱动器及配套的控制箱,管理钻机的输入电源;3）安装在反扭杆两侧的把手,在地面以上时起到反扭作用;4）冰芯回收工具：回收冰芯不是通过钻头上的卡刀,而是由独立的冰芯回收工具完成;5）其他附属设备：所有的下井设备通过在绞车上运行的绳索,悬挂在一个可折叠的三脚架上.蓝冰钻系统最少可由两个人操作,并已成功在南极Taylor冰川蓝冰区完成两个工作季.本款钻机系统的升级版本——深蓝冰钻（BID-Deep）,目前已经完成设计,获取冰芯深度可至200 m.     

轨道及千年尺度上大气CO2浓度与温度变化的时序关系

大气CO2浓度与温度变化的时序关系是第四纪古气候研究的基本问题之一,对于理解目前人类所面临的气候变化问题具有参考价值。两极地区的冰芯既保存了气候变化的信号,也是大气CO2浓度的良好记录载体,为研究大气CO2浓度与温度变化的时序关系提供了重要线索。利用冰芯来重建过去的气候和大气CO2浓度的变化历史最早始于格陵兰地区,但是重建结果的时间跨度较短,目前最长的记录还未能跨越末次间冰期;而且,格陵兰冰芯内沉积了大量的碳酸盐粉尘,它们会与冰芯气泡内的酸发生化学反应生成额外的CO2,从而导致格陵兰冰芯重建的气泡CO2浓度偏差较大,不能真实地反映当时的大气CO2水平。南极冰芯是目前关于大气CO2浓度与温度变化时序关系研究的主要载体,利用大量的冰芯记录建立的冰层年代标尺已经较为精确,但是由于冰芯气泡的锁定深度较难得到精确的估算,使得重建的大气CO2浓度的年代标尺还存在较大的不确定性,这是二者之间的时序关系问题难以解决的最主要因素。此外,随着大量高质量古气候记录的不断积累,更大空间范围(不再局限于南极地区)内的温度变化与大气CO2浓度的时序关系研究在近年来得以开展,但其分析结果受数据处理方法的影响较大,还需要进行更多的对比探索。     

可可西里马兰冰芯记录的20世纪净积累量变化及其与太阳活动关系研究

通过青藏高原可可西里马兰冰芯记录,重建了 1887～1998年时期的净积累量变化,揭示出在研究时段内其变化呈弱的上升趋势。谱分析结果表明,马兰冰芯净积累量变化存在10.8a的显著周期。这表明太阳黑子活动对马兰冰芯净积累量变化存在一定的影响。统计分析发现,在20世纪80年代中期之前马兰冰芯净积累量变化与太阳黑子相对数变化之间存在显著的负相关关系,而在20世纪80年代中期之后却呈正相关关系。     

冰芯对于过去全球变化研究的贡献

系统地总结了冰芯在揭示过去气候环境变化、太阳活动、温室气体、火山活动、人类活动等方面研究所取得的成就,着重对一些有争议的重大问题(如Younger Dryas事件、温室气体与气候变化之间的关系、南北半球气候变化之间的关系等)进行了论述,并对其中个别问题提出了可能的解决途径.指出冰芯微生物、冰芯环境磁学将是冰芯研究的新方向.     

甘肃临夏黄土剖面：15万年环境演变的良好记录

历经15万年的甘肃临夏北塬黄土剖面,沉积速率大、古土壤序列完整。特别是在距今14—8万年的末次间冰期形成的三层古土壤,末次冰期间冰段形成的数层弱成土型古土壤,其特征优于其它黄土剖面。对北塬剖面磁化率、孢粉、粒度、地球化学特征的综合研究表明,该剖面完整地记录了15万年以来的环境变化,为检验以往从大陆冰盖和深海沉积中得出的环境变化模式提供了途径。     

NEEM计划2537.36m透底深冰芯的钻取与成果概述

NEEM(格陵兰北部Eemian冰芯钻取)计划是目前最重要的国际冰芯研究计划,来自14个国家超过300名的科学家参与,目标是获得130～115ka BP甚至更古老的Eemian间冰期的透底冰芯和气候信息;此冰芯长达2 537.36m,最后2m冰芯含有数十万年的基岩和其他物质.介绍了NEEM计划深冰芯的钻取背景和NEEM计划概况,以及NEEM计划获取的成果,并详述我国科学家在2010年度深冰芯钻取过程中取得的认识.     

“冰芯研究与全球变化”国际高级讲习班著名科学家报告摘录

１９９８年５月５日至５月８日,中国科学院兰州冰川冻土研究所冰芯与寒区环境开放研究实验室举办了以“冰芯研究与全球变化”为主题的国际高级讲习班参加这次高级讲习班学习的除兰州冰川冻土研究所科技人员和研究生外,有许多来自中国科学院兰州分院地学各所和兰州大学...     

从格陵兰获取的完整冰期旋回的第一支甲磺酸盐和硫酸盐的冰芯记录

冰芯中的甲磺酸盐作为过去海洋逸出的二甲基硫化物的可能示踪剂已引起了注意。除了硫酸盐以外，ＭＳＡ是ＤＭＳ的第二个重要的气溶胶氧化产物，但与硫酸盐对比，ＤＭＳ氧化是ＭＳＡ已知的唯一来源。Ｃｈａｒｌｓｏｎ等提出的海洋浮游植物逸出的硫影响云反照的气候反馈机理的假说，增加了建立跨越大的气候变化的ＭＳＡ和非海盐硫酸盐长期记录的兴趣。     

小冰期以来敦德冰芯中微粒含量与沙尘暴及气候的关系

Determination of microparticles, including >2.0 μm, 2.0～2.5 μm and >5.04 μm in diameter, since the Little Ice Age in the Dunde ice core is presented. Three increasing and three decreasing periods are distinguished since 1400 AD. Among them, the greatest one was from the end of the 17th Century to the early 18th Century. Microparticle concentration variation corresponds to climate change. The higher the microparticle concentration is, the colder and drier the climate is; the lower the microparticle concentration is, the warmer and wetter the climate is. A comparison of microparticle concentration and sand-dust storm frequency indicates that there exits a good relationship. Most of the material deposited on the Dunde ice cap is thought to have originated in the surrounding arid and semi-arid areas, probably transported into the Qilian Mountains by sand-dust storms. When microparticle concentration appears in special values, sand-dust storms would happen.     

南极冰川学的发展、热点及展望

南极地区自然界现存的冰雪体,是南极冰川学研究的对象。南极冰雪体及其变化对全球水体的分布和循环以及气候、环境演变具有十分重要的影响,因而使南极冰川学研究不仅在南极科学中处于主要地位,而且在全球变化研究中举足轻重。 南极冰盖巨厚的冰雪内保留有数十万年乃至上百万年地球环境和气候变化的详细记录,冰芯综合研究受到高度重视。目前,南极冰川学正在向大尺度宏观方向和冰体内部微观方向两个方面迅速发展,涉及的学科更加广泛。其热点为:1、冰盖的物质和动态平衡——海平面和气候变化;2、冰芯综合研究。 中国南极研究起步较晚,南极热的兴起仅是最近十年的事情,总体水平与国际先进水平相比存在较大差距。为此,笔者提下列几点建议:1、南极冰川学是一门国际性很强的学科,其研究工作只能从横向与各国同行相比,要求研究内容具有国际水平;2、为接近和达到国际水平,需要培养一批年富力强、德才兼备的南极冰川学科研骨干队伍;3、抓紧建设南极冰川学实验室的建设;4、切实加强国内各部门、各学科之间的联系和合作。     

近200 a来珠穆朗玛峰北坡远东绒布冰芯气候记录

１９９９年５月中美联合珠穆朗玛峰地区绒布冰川考察期间,在远东绒布冰川海拔６５００ｍ的北支冰流粒雪盆内钻取到一支４１ｍ长冰芯,通过数年层法并根据β活化度的参照年（１９５４年和１９６３年）,对远东绒布冰芯实施定年,冰芯底部为１８１４年,冰芯年平均净积累量为２２４ｍｍ（冰当量）。根据远东绒布冰芯δ＾１８Ｏ的变化,重建了珠穆良玛峰北坡地区近２００ａ气候变化,发现有５次冷期和５次暖期,且总趋势为变暖,这与本     

4 000 m DISC深冰芯钻机概述

深冰芯钻探(Deep Ice Sheet Coring, DISC)钻机是美国冰芯钻探服务中心(ICDS)开发研制的一款机电钻机, 设计取芯直径122 mm, 钻取深度4 000 m.该系统由两部分组成,包括机械钻进系统和地面支撑系统. 其中, 机械钻进系统由钻机、 电缆、 钻塔和绞车四部分组成, 钻机是该系统的钻探部分, 由6个不同部件(刀盘、 芯管、 筛管、 电机/水泵、 钻机控制板和顶端)组成; 地面支撑系统包括电源、 控制系统、 冰芯处理系统、 钻井液处理系统、 筛管清洗系统、 辅助设备以及安全设备设施. 2006年夏季ICDS在格陵兰Summit营地对该套钻机系统进行了成功试验, 2011年12月31日在西南极冰原(WAIS Divide)成功获取3 405 m深度的冰芯.实践证明, 该套钻机能够满足目前钻探项目的科学需求. 但是, 在西南极冰原主冰孔不同深度钻取同深度副冰孔冰芯的过程中, 钻刀无法在主冰孔壁上侧向钻取新的冰芯孔, 未能如期获取复制的冰芯样品.