过去 2ka气候变化研究进展

过去 2ka气候和环境变化是PAGES计划研究的核心内容之一。自该计划实施以来,各国科学家就近 2ka气候变化研究做了大量的工作,陆续召开了多次国际会议。介绍了研究的历史背景,然后从冰芯、树轮和历史文献三个方面回顾和评述了国内外近年来对过去 2ka气候和环境变化的研究现状,其中重点关注了中世纪暖期和小冰期在全球的空间表现特征。     

粘土矿物在气候环境变化研究中的应用进展

在古环境和古气候的重建中,粘土矿物和碳-氧同位素、孢粉、树轮、冰芯等代用指标一样具有同等重要的地位。在没有地质构造运动影响时,气候是影响粘土矿物形成的主要因素,沉积物中的粘土矿物可用来分析古气候和古环境。粘土矿物及其组合可以独立或作为主要指标反映气候和环境变化,并已应用于高分辨率的晚第四纪地层的气候环境研究中。粘土矿物在很短的时间内也会发生明显地变化,不仅可以反映千年-百年尺度的气候环境变化,而且也可以反映几十年尺度的古气候环境变化过程。粘土矿物与其它指标对同一气候环境响应的相位差有待深入研究。不同的半定量分析方法测量出的同一剖面中粘土矿物的含量变化趋势和特征具有一致性。     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文通过对青藏高原上所钻取的古里雅冰芯和青海都兰树轮高分辨率气候变化记录的对比,分析了过去近2 000a来的气候变化特征.结果表明:1)这两个地区过去2 000a来温度都在波动中逐渐上升,展示了气候逐渐变暖的趋势.进入20世纪以来,气候显著变暖,并有加速变暖的趋势;2)树轮和冰芯均明显地记录了小冰期的3次冷期,其出现的时间基本上一致.小冰期并不是过去2 000a来的最寒冷的时期.冰芯和树轮记录均表明公元初的寒冷程度要大于小冰期;3)古里雅冰芯所记录的温度和降水量揭示出,过去近2 000a来的降水和温度变化的总趋势是正相关关系;但在短时间尺度上,温度和降水的变化并不同步.这主要表现在两个方面,一是温度长期变化中的低频波动频率要大于降水,二是虽然温度和降水的变化在百年级时间尺度上有正相关性,但降水的变化要滞后于温度变化50～100a;4)同时周期分析表明,古里雅冰芯中的δ180和积累量以及都兰树轮记录的变化周期大多数与太阳活动有关,表明青藏高原地区冷、暖、干、湿变化的主要驱动力可能是太阳活动的变化;5)对这两记录的对比研究也揭示了气候变化的区域差异.如中世纪暖期在都兰树轮记录中很强而在古里雅冰芯记录中很弱,而都兰树轮记录中,中世纪暖期以后至1 800A.D.在波动中变冷,但在古里雅冰芯记录中这一时期在波动中变暖.     

青藏高原冰芯研究进展

青藏高原习研究是恢复该地区古气候、环境变化的有力手段,近年来取得了显著的成就。对青藏高原冰芯研究在稳定氧同位素、冰川积累量、冰芯的断代以及冰芯记录的环境指标等四个方面的研究进展进行了详细的评述,总结了冰芯记录所恢复的气候、环境变化研究成果,并对当前青藏高原冰芯研究中存在的问题和今后的发展趋势进行了探讨。     

黄土高原末次间冰期气候的不稳定性特征

欧共体格陵兰冰芯计划(GRIP)中的冰芯资料揭示末次间冰期气候具有快速变化的不稳定性特征,而美国格陵兰冰盖计划(GISP2)却不曾发现其不稳定证据。本文通过黄土高原诸剖面的古气候代用指标综合分析认为,末次间冰期,特别是早期气候曾出现过较大幅度的气候波动,存在不稳定性特征,支持了GRIP结果,表明中国黄土含有极地北大西洋的气候信息,是全球变化研究的理想记录。      

全球变化与海洋地质

全球变化研究需要多学科的综合集成，涉及自然科学和社会科学诸多领域，国际海洋科学全球变化研究方面已经开展许多研究项目，诸如“海洋全球变化合作研究计划（IMAGES）”，“过去全球变化研究（PAGES）”，“海岸带陆海相互作用（LOICZ）”等，旨在通过对海洋表面和深部变化及与陆地的相互关系作用来研究全球气候及气候变化的历史，海洋地质在研究古气候，古水温，海洋与陆地气候联系，环境重建，陆海相互作用等方面举足轻重，同时地质学在参与全球变化研究中发挥着不可或缺的作用。     

立足岩溶地质基础,深化全球气候变化研究——《岩溶洞穴环境及石笋古气候记录》书评北大核心CSCD

全球气候变化,特别是极端气候频繁出现是全世界不得不面对的严峻事实,但其机理研究以及趋势预测相对滞后,国家应对气候变化的需求极其迫切,而借鉴古气候地质记录是研究历史气候变化规律、预测未来气候发展趋势的有效途径。石笋、冰芯、黄土、湖泊、珊瑚、树轮、泥炭以及历史文献考古等多领域的研究,取得了瞩目的成绩,特别是中国洞穴石笋研究在国际学术界独领风骚,极大地推动了古气候环境领域的整体研究。另外,在洞穴石笋多指标记录、洞穴滴水监测（洞穴滴水监测进一步明确了δ^（18）O的信号传递以及碳转移过程）、     

立足岩溶地质基础,深化全球气候变化研究——《岩溶洞穴环境及石笋古气候记录》书评

正全球气候变化,特别是极端气候频繁出现是全世界不得不面对的严峻事实,但其机理研究以及趋势预测相对滞后,国家应对气候变化的需求极其迫切,而借鉴古气候地质记录是研究历史气候变化规律、预测未来气候发展趋势的有效途径。石笋、冰芯、黄土、湖泊、珊瑚、树轮、泥炭以及历史文献考古等多领域的研究,取得了瞩目的成绩,特别是中国洞穴石笋研究在国际学术界独领风骚,极大地推动了古气候环境领域的整体研究。另外,在洞穴石笋多指标记录、洞穴滴水监测(洞穴滴水监测进一步明确了δ~(18)O的信号传递以及碳转移过程)、石     

用树轮δ13C重建1685年以来的大气CO2浓度变化趋势

对采自浙江西天目山地区的3株柳杉树盘,交叉定年后,测定了3株树轮δ13C的年序列,分析了3株树轮δ13C序列中所含的共同环境变化信息.用二项式拟合法去除气候因素引起的3个δ13C序列的高频变化,得到3个低频变化序列.分析了the Low Dome冰芯记录的大气CO2浓度与树轮δ13C序列低频变化趋势的关系,建立了相应的转移函数,重建了天目山地区1685年以来大气CO2浓度变化.结果表明:用3株树轮δ13C序列重建的结果有较好的一致性,并与南极冰芯的记录及前人研究结果有很好的吻合.这一结果表明用同一地区不同树木个体的树轮δ13C序列的低频变化序列可以重建出基本一致的大气CO2浓度变化历史.     

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。     

过去全球变化研究中环境地球化学进展

由于自然档案中稳定同位素组成对气候变化的有效指示作用,环境地球化学研究对古全球变化研究起着十分重要的作用,长期以来被看成古全球变化科学的基石。本文从时间尺度、空间尺度和气候驱动因素等方面的环境地球化学研究,论述了近年来取得的一些新进展。     

树轮年代学的若干进展

树轮年代学是一门研究树木木质部年生长层，以及利用年生长层来定年的科学。由于树轮不仅是一种定年工具，它本身还可提供树轮生成时的环境要素信息，为一种环境变化的代用资料。在全球变化特别是在过去全球气候变化研究中，树轮年代学受到愈来愈广泛的重视，在近期内取得了长足的、惊人的进展。本文仅在树轮长年表的建立，树轮年代学生物基础研究──模式研究，利用树轮对环境要素变化的研究，以及树轮的图像分析等几个与环境变化研究相关的方面和本学科目前研究热点的若干进展，予以概要的论述。     

过去2000年气候变化对中国经济与社会发展影响研究综述

It is one of the important focuses of the Past Global Changes (PAGES) to investigate the long-term impacts of climate change on regional social and economic development over the past two millenniums. The past decades in China have witnessed great progresses in the study of past climatic influence on human society. In this paper, reviews have been made on the latest proceedings related with researches about the past 2000-year climatic impacts on Chinese history in terms of the following three aspects: economic fluctuations, social stability, and the rise and fall of dynasties in China. It is concluded that climate change and socio-economic fluctuation in historical China really temporarily demonstrated a good coincidence, which indicates a potential driving-response mechanism was likely embedded in the complicated relationship between climate change and human society. A warm climate provided relatively stable conditions of agricultural production and thus generally played a positive role in the healthy development of the economy and society. On the contrary, socio-economic adverseness triggered by a colder climate was preconditioned with social problems such as the intensification of the contradiction between people and land, as well as the gradual accumulation of social rigidity. These social problems accompanying with social development contributed higher vulnerability of society in the face of changing climate, which to some extent might amplify the effects of climatic deterioration. The authors emphasize that the future studies of the relationship between past climate change and human history in China should attach more attention to the following key problems: making deeper exploitation of the potential of Chinese historical documents, exploring the mechanism of climate-society interaction, and studying the differences of climatic effects on socio-economic development at the regional scale. This study from a historical perspective might enhance the understanding of human-environment relationship under a situation of global warming, and also provide the scientific basis for the sustainable social development in China.     

Speleothem stable isotope records interpreted within a multi-proxy framework and implications for New Zealand palaeoclimate reconstruction

A primary step in the interpretation of speleothem stable isotope records (¹⁸O/¹⁶O and ¹³C/¹²C) is to conduct a comparison with other local palaeoclimate proxies. Here, two new master speleothem δ¹⁸O and δ¹³C records (one from eastern North Island, and the other from western/southern South Island, New Zealand) are evaluated against independent precipitation and temperature proxy information to assess their palaeoclimate reconstruction potential. This comparison also resulted in a serendipitous opportunity to reconstruct past circulation using climate regime classification [Lorrey, A.M., Fowler, A.M., Salinger, J., 2007a. Regional climate regime classification as a qualitative tool for interpreting multi-proxy palaeoclimate data spatial patterns: a New Zealand case study. Palaeo-3, in press], specifically because these two regional climate districts are hyper-sensitive to westerly circulation changes, and in many cases, exhibit contrasting climate character in response to circulation anomalies.For both the western South Island and the eastern North Island master speleothem δ¹³C records, variations tracked changes in relative regional precipitation. The δ¹⁸O master speleothem record for both regions varied with temperature change. Both records contain strong regional climate signals that suggest they have good value for palaeoclimate reconstruction. The ensuing attempt at a multi-proxy reconstruction of regional climate regimes from the compiled proxies indicates past circulation in the New Zealand sector has varied considerably during the past four millennia. Centennial-scale circulation changes for the past 4000 years are evident, and are analogous to modern Blocking, Zonal and Trough regime types [Kidson J. W., 2000. An analysis of New Zealand synoptic types and their use in defining weather regimes. International Journal of Climatology 20, 299–316] that characterise changes in present-day (prevailing) westerly circulation. This palaeoclimate reconstruction indicates modern regional climate regime classification can be extended at least as far back as the temporal coverage of the records presented here, and it can likely be improved on with better dating control and the addition of new records with higher resolution. It is also anticipated that future work will expand to include more proxy data from across New Zealand to improve the clarity of past climate regime occurrence for the Late Holocene.     

希门错2000多年来气候变化的湖泊记录

本文根据青藏高原东部希门错短柱岩芯XM9201沉积物的物理、化学和生物指标的综合分析，讨论了该区2000多年来的气候变化过程。结果表明，2000多年来希门错地区总体表现出变暖的趋势，可以区分出4个阶段，即780～430B．C，480～1460A．D．的暖期和430B．C．～480A.D，1460～1900A．D．的冷期。另外，还对比我国东西部历史气候记载及冰芯研究，探讨了不同气候事件的特点。     

中国全球变化研究的战略思考

文章简要叙述全球变化研究的重要性、特点和中国在全球变化中的地位，回顾和评述了近十多年来我国所开展的有关全球变化的研究进展。据统计，在１９８５年至１９９５年期间，我国全球变化研究项目已达３５０项左右，由国家级项目、部委级项目和一般项目组成。通过这些项目的研究，中国科学家已在国际地圈－生物圈计划的一些核心计划，如全球古环境变化、全球变化和陆地生态系统、全球大气化学、全球海洋通量研究以及世界气候研究计划等方面做出了一定的贡献。文章进一步指出，我国研究重点应放在生物地球化学过程、陆地生态与气候的相互作用、地球环境演变历史及其变化原因、地球系统的综合分析和模拟、人类活动在全球变化中的作用等领域。最后，笔者提出今后“九五”期间以及到下一个世纪初中国全球变化研究应采取的战略措施。     

中国北方平原盆地地下水氢氧同位素组成特征

在系统收集整理中国北方河北平原、太原盆地、鄂尔多斯盆地以及银川平原的地下水氢氧同位素资料基础上,依据同位素形成演化相似性原理,对比分析同位素组成得出:深层地下水是在过去更寒冷的气候条件下形成;研究区的大气降水不但在现代气候条件下存在大陆效应和高程效应,而且在 25 kaB.P.以来的古气候条件下也存在大陆效应和高程效应;古气候条件下各盆地平原之间的蒸发强度的差异可能比现代气候条件下各盆地平原之间的蒸发强度的差异大.     

关于我国过去全球变化研究的几点设想

过去全球变化（ＰＡＧＥＳ）是ＩＧＢＰ的核心计划之一。在同国际ＰＡＧＥＳ计划研究内容对等的前提下，我国的过去全球变化研究既应发挥国内原有工作的传统优势，又应照顾到东亚古环境演变的独特性和填补全球资料空间缺口的需要。根据这一原则，本文对我国相应于ＰＡＧＥＳ计划的具体研究内容提出了若干建议。