我国对于全球气候变化的农业适应对策

我国对于全球气候变化的农业适应对策郑大玮（中国农业大学，北京，１０００９４）虽然低纬度变暖并不明显，城市热岛效应也使气象记录对变暖的程度有所夸大，扣除这些因素后，人类活动释放大量温室气体导致的全球变暖仍然是明显的，特别是在中高纬度，我国北方近４０年来...     

MIS 3 晚期典型阶段气候模拟的初步研究

我国大量地质资料反映了全球海洋氧同位素3阶段(MIS3)晚期具有间冰阶海侵、暖湿的气候环境特征.对这一阶段的气候成因论证,将为现代温室效应的气候增温提供重要的历史相似型.本文使用含有陆面过程的全球9层大气环流谱模式(AGCM+SSiB),采用地球轨道参数驱动的太阳辐射、北半球第四纪冰盖和东亚植被预置的下垫面对35kaB.P.气候进行了敏感性模拟试验.研究结果表明:(1)MIS3晚期中、低纬度大部分大陆全年温度增加,欧亚大陆腹地气温增高主要是冬季增温贡献,反映太阳辐射变化通过大气环流作用引起的更加显著的气候效应.南北海陆水汽交换的加强首先使低纬度季风区降水收益.(2)相当于LGM50%规模的第四纪冰盖不仅仅具有高纬度区降温效应,还强化了辐射纬向差异造成的南北温差,从而增强了水汽从低纬度区向高纬度区输送的能力,使青藏高原、南亚和非洲季风区的降水进一步增加.(3)35kaB.P.东亚植被对辐射的低纬度区增温具有增强效应,而对冰盖高纬度区降温具有减缓效应,结果扩大了欧亚内陆的降水增加范围,使中国高降水带向北推移.(4)中国各大区域35kaB.P.气候类型不尽相同.当中国东部与太平洋在同纬度带的热力差异减小时,东西向水汽输送减弱,造成东部沿海降水减少;但当欧亚大陆与低纬度区海洋温差增大时,南北水汽交换加强,有利于我国内陆降水增加.     

成煤母质形成环境对热成因煤层气氢碳同位素的影响:不同气候环境的草本沼泽泥炭热模拟实验

煤层气的成因研究可以为煤层气勘探与开发提供科学依据,然而,煤层气的氢碳同位素组成受多种因素的影响,以前较多的研究是成气母质性质和成熟度对煤层气氢碳同位素的影响,对于成煤物质形成的气候环境对热解煤层气同位素的影响尚不清楚.热解模拟了高纬度寒冷干旱和低纬度热带湿润环境的草本泥炭,对热解烃类气体的氢碳同位素组成及其差异性进行了研究.研究结果表明:与低纬度热带湿润环境中形成的草本泥炭相比较,高纬度寒冷干旱环境的草本泥炭热解甲烷、乙烷和丙烷具有轻的氢同位素组成和重的碳同位素组成,并且从泥炭连续热解至R_o分别为2.5%、3.5%和5.5%时,甲烷、乙烷和丙烷δD值分别平均降低-17‰~-10‰、-32‰~-28‰和-25‰~-17‰,甲烷和乙烷δ13C值分别平均升高2.9‰~3.6‰和0.9‰~1.1‰.认为这种同位素差异起因于气候环境对形成泥炭的植物氢碳同位素组成的影响.建立了高纬度寒冷干旱和低纬度热带湿润环境中形成的成煤有机质热解烃类气体氢碳同位素组成与R_o之间的关系式,同时也建立了烃类气体的碳和氢同位素之间的关系式.这些研究成果为不同气候环境下形成的成煤有机质生成的煤层气成因研究提供了科学依据.      

总梯度模方法在低纬度地区航磁资料解释中的应用

对于低纬度地区的航空磁测的ΔT资料,如果化极处理时对磁化方向判断存在误差,用目前的化极方法进行资料处理,要比在高纬度地区化极发生更大的畸变,不适于对资料进行解释。通过一些模型计算及一些实际资料对比,在低纬度地区用航磁总场梯度模划分磁性体地面投影边界是简单实用的一种方法。     

晚白垩世(80Ma)CO2浓度对东亚气候影响的数值模拟

利用美国国家大气研究中心(NCAR)的CCSM2.0全球气候系统模式,并结合重建的古地理资料,研究了晚白垩世(80Ma)东亚气候特征以及CO₂浓度变化对东亚气候的影响。模拟结果表明： 与现代气候比较,晚白垩纪时期的东亚大陆冬季风和夏季风都偏强,具有同步变化的特点,并且中高纬度年平均地表气温明显增加,而低纬度地区有所下降,年降水变化的区域性特征明显; 就年平均而言,在 30°～40°N 的内陆地区地面净失去水分、变干燥,而在低纬度、大陆东岸以及高纬度地区,地表获得水分、变湿润。晚白垩纪CO₂浓度变化对大气辐射和大气热状况的影响是复杂的; 降低CO₂浓度可以导致东亚地区气候显著变化,冬季东亚中纬度地区大陆降温比其附近的海洋大,太平洋中高纬度的低压系统加强,因而造成东亚冬季风偏强; 而在夏季,中纬度大陆地区降温幅度大于海洋,西太平洋副热带高压减弱,因而夏季风减弱。对应于较低的CO₂浓度,年降水量在东亚及其沿岸的中、低纬度大部分地区显著减少,在东亚高纬度的大陆和海洋上降水的减少幅度不大,而在 30°N 附近亚洲大陆中部和东部的一些地区降水有所增加; 总体上,地表水分收支在东亚大陆的东部都是以负值为主,地面净失去水分、变干燥,其中 30°N 以南的大陆沿岸最显著; 而在东亚大陆的内陆地区,水分收支差异以0～0.5mm/天的正值为主,东亚大陆的东部是以地面净得到水分、变潮湿为主。     

华夏植物群及其与全球同期植物群的比较

文中研究的焦点是华夏植物群及其与全球同期植物群的比较 ,并论证了石炭纪和二叠纪的古植物地理再造。在石炭纪和二叠纪 ,华夏植物区和欧美植物区皆位于具热带气候的赤道区 ,在类似的气候条件下 ,这两个地区的一些植物具有形态上的相似性。此外 ,华夏植物群含有一些与欧美植物群共有的分子 ;因此 ,这两个植物群的关系比较密切。尽管华夏植物群具有相当数量的分子是与欧美植物群所共有的 ,但是在大羽羊齿类植物中 ,在种级上两者并没有相同的成分。华夏植物群是以热带雨林气候为特征。在二叠纪 ,华夏区的气候比欧美区的气候更为湿润。华夏植物群的分子不同于安加拉植物群的分子 ;此外 ,安加拉植物群代表了温带气候条件。在石炭纪和二叠纪 ,冈瓦纳植物群分布在南半球高纬度地区 ,不同于分布于北半球低纬度的华夏植物群的组成分子 ;因此 ,这两个植物群没有必然联系。在石炭纪和二叠纪 ,在北半球华夏植物群与欧美植物群的一些植物在形态上的相似性以及在南半球 (西藏、沙特阿拉伯、土耳其、新几内亚和伊拉克 )一些华夏型分子的分布可以是起因于类似的气候条件、大陆位置、板块运动、洋流作用、古地理环境等因素的影响。华夏植物群与其同期植物群的差异反映了植物群成分、古气候、古地理位置和陆地生态系在时?     

长时间序列北极海冰密集度遥感数据的比较评估

基于空间分辨率和精度更高的BLM海冰密集度数据集, 评估了两种时间跨度较长、 应用广泛的25 km分辨率海冰密集度遥感数据集——NSIDC数据集和SICCI数据集。两种数据集与BLM数据集的海冰面积变化趋势相同, 但均低于基于BLM数据集得到的海冰面积, 其中基于SICCI数据集得到的海冰面积更接近BLM数据集。相比于NSIDC数据集, SICCI数据集的年、 月平均和日海冰面积偏差分别低81.88%、 80.90%、 81.44%, 且其海冰密集度平均偏差为-3.28%, 低于NSIDC数据的4.36%, 因此在进行北极地区整体海冰面积及海冰密集度分析时应选用SICCI数据集。按纬度、 海冰密集度值分情况对两种数据进行比较, 发现NSIDC数据集对开阔水域和浮冰区的区分效果较差, 其在低纬度和低密集度区域的平均偏差分别为10.11%和13.13%, 而SICCI数据集的平均偏差达到0.05%和0.44%, 是研究低纬度和中低海冰密集度区域的首选数据。与之相对, NSIDC数据集对中高纬度高海冰密集区域, 特别是近北极点区域的反映能力优于SICCI数据集, 平均偏差为1.08%, 均方根偏差为7.76%, 因此进行中高纬度高海冰密集度区域分析时首选NSIDC数据集。对两类数据集在北极东北航道上的分段评估结果发现, 低纬度海冰边缘地带或中低海冰密集度区域占比较高的航段区, SICCI数据集更接近BLM数据集, 这些航段应使用SICCI数据集进行分析; 而在中高纬度高海冰密集度区域占比较高的航段区, NSIDC数据集更加贴合, 应为首选数据集。     

板块运动的球面效应及相关问题的探讨

(1)板块运动的球面效应。板块运动实质是洋壳的增生、消减和陆块的漂移,以及板块形状和大小的变化。板块运动的球面效应是指其他条件相同时受椭球形地球表面制约,不同地理位置、不同运动方向的板块表现的运动特征、消长关系及其所处的全球构造环境:①板块平行纬线运动时,高纬度部位较低纬度跨越较大的经度差,因而其运动方向从平行于赤道逐渐指向赤道,表现出一定程度的旋转。从地球仪上模拟测量和计算,板块低纬度部位经度每跨越 5°,板块向前旋转约2°,并伴生垂直于板块运动方向的转换断层,如南美洲和非洲板块。②板块平行于经线由高纬度…     

当今中国大陆地壳移动的动力

地幔圈形状周期性变化使地壳产生势能(位能)力导致地壳运动。当地幔圈由圆相对变扁,南、北半球的高纬度区地壳向低纬度区对挤;当地幔圈由扁相对变圆,恢复等位面平衡,南、北半球低纬度区的地壳区分别向高纬度区挤压。当今中国大陆地壳移动的动力是由于西部地区的地幔还在继续进行恢复等位面平衡产生的。      

石家庄地区早全新世冷湿气候的牙齿微磨痕和同位素证据

早全新世11~8kaB.P.是末次盛冰期之后全球经历的第一个温暖期,研究表明该时期华北气候温暖湿润,但在8.2kaB.P.华北对全球冷事件的响应没有相关报道。本文通过~(14)C测年和冲刷事件对比手段确定石家庄河床沉积中的诺氏古菱齿象(Palaeoloxodon naumanni)-披毛犀(Coelodonta antiquitatis)动物群生活在8.2kaB.P.时期。对来源于石家庄市郊区砂砾石层中的5件成年古菱齿象牙釉质样品进行了XRD粉末衍射、碳氧同位素和牙齿微磨痕分析。结果表明,牙齿XRD粉末衍射模式与现生大象相似,说明未受到地下水的影响;碳同位素分析表明早全新世华北东部为森林草原环境;极低的氧同位素值说明当时气候寒冷或湿润,地层中的针叶林茎杆和披毛犀化石也说明气候的寒冷;石家庄地区古菱齿象的凹坑痕出现频率极低,长条痕缺乏纤细类型。这种模式说明石家庄地区的古菱齿象以木质茎秆(55%)和草(45%)为食,而湿润季节以草为食是大象的特点,当时的石家庄是气候寒冷或湿润的针叶林草原环境。     

晚新近纪亚洲内陆的干旱化趋势

本世纪以来 ,受全球增温和其它各种因素的影响 ,地球环境急剧恶化 ,对人类的生存和发展构成严重威胁。我国地处生存环境脆弱多变的东亚地区 ,在全球气候变化和社会经济高速发展的影响下 ,环境问题显得日益突出。其中尤以地处亚洲内陆的我国西北部地区的生态环境恶化最为严峻 ,干旱化及相伴的水资源短缺已成为制约西部经济可持续发展的重要区素。我国西北部地区的干旱化问题是继续加剧 ,或是有可能回暖到一个相对湿润期 ?人类活动的影响和自然环境演变的相互关系究竟如何 ?要科学地回答上述问题 ,首先必须了解有人类活动的新近纪以来 ,亚洲内…     

莲沱砂岩——南华大冰期前气候转冷的沉积记录

湖北宜昌地区出露的莲沱组中上部细屑岩的化学蚀变指数(CLA)介于60～70之间,表明是在寒冷干燥的气候条件下沉积的。比较莲沱组与板溪群中下部沉积岩的主化学成分和 CIA 值表明,板溪群源区遭受过强烈的化学风化,相应的古气候是温暖湿润的,而莲沱组源区化学风化弱,可见两者形成时的古气候环境明显不同。根据 CIA 值推测,地层层序上莲沱组位于板溪群的中上部,莲沱砂岩的 CIA 研究表明南华大冰期前全球气候已经从温暖湿润转变为寒冷干燥,CIA 值继续降低预示着全球性的冰期到表,不久就发生了"雪球地球"事件。     

INTERCOMPARISON OF δ18O IN PRECIPITATION SIMULATED BY ISOTOPIC GCMS WITH GNIP OBSERVATIONS OVER EAST ASIA

本文利用引入稳定同位素循环的ECHAM4,GISS E,HadCM3和MUGCM模式的模拟对东亚降水中平均δ18O的空间分布、季节差异以及δ18O与温度、降水量的关系进行了分析.模拟结果很好地再现了由GNIP实测资料得到的δ18O的变化特征.在东亚,降水中δ18O的分布具有明显的纬度效应和高度效应.降水中δ18O季节差的最大值出现在受冷高压控制的东西伯利亚,最小值出现在受副热带高压控制的西太平洋.在海洋性气团与大陆性气团频繁交绥的中纬度地区,δ18O季节差相对较弱,但经向变化梯度较大.然而,4个GCM的模拟均显示在中高纬度内陆降水中δ18O明显偏低.温度效应主要出现在中高纬度和内陆区,纬度越高、越接近内陆,温度效应越强.降水量效应主要出现在中低纬度和季风区,最强的降水量效应出现在低纬度沿海或海岛.然而,4个GCM均给出实际上并不存在的发生在中亚干旱区的降水量效应.这个结果与雨滴在降落过程中重同位素的富集作用有关,但模式对该机制起到了放大作用.GCM和GNIP降水中δ18O统计量空间分布差异的一个显著特点是,GCM统计量的标准差大于GNIP统计量的标准差.然而,当对单站降水δ18O的时间序列作对比时,GCM模拟值的标准差反而小于GNIP实测值的标准差.     

我国中低纬度末次冰消期气候转暖 与高纬度气候变化的关系*

末次冰消期转暖的过程和机制一直是古气候研究的热点,然而对于末次冰消期全球气候在时间、空间上的变化以及热带低纬度地区在其中发挥的作用仍不明确。文章根据我国中低纬度地区的湖光岩玛珥湖、渭南黄土剖面和东海DGKS9603孔沉积物中的植硅体等环境指标的分析,研究了末次冰消期在这些地区的变化特点,并结合古里雅冰芯和南京葫芦洞石笋氧同位素记录与南极BYRD冰芯、北极格陵兰GRIP冰芯氧同位素记录进行了对比。结果表明,各地区转暖的时间并不同步,明显受印度洋季风或东南季风影响的古里雅、湖光岩地区是气候转暖较早的地区,格陵兰地区的快速转暖滞后于我国中低纬度转暖1.5~2.0ka以上。如何理解高纬度和热带低纬度地区气候转暖的差异性问题及其原因和机制有待于更多高分辨率气候记录研究和模型的检验。     

全球降水中氧同位素比率的分布特点

全球降水中氧同位素比率与温度、降水量以及水汽压存在明显的相关关系。相关系数的大小受地理因素和气象条件的制约。中高纬度大陆站的δ＾１８Ｏ与温度和水汽压成正比关系，并且在大陆内部，相关关系变得更加密切；低纬度站的δ＾１８Ｏ与降水量和水汽压成反比关系。δ＾１８Ｏ的分布在一定程度上反映了天气气候的区域性特征。     

塔里木内陆盆地晚新生代干旱环境的形成与演变

本文简述了塔里木内陆盆地的产生和发展,着重讨论了晚新生代这一巨大内陆盆地干旱环境的形成和演变。文章中提出晚新生代塔里木盆地及周边山地出现一个相对湿润期(中新世)和两个干旱期(上新世、第四纪)的初步结论。同时阐述了该盆地现代干旱环境的主要特点。     

未来百年全球气候变化分析

未来百年全球气候变化的影响是当前学术界激烈争议的议题,深入探讨全球气候变化的驱动机理才能正确认识全球气候变化.持续生长的青藏高原吸收了巨量的CO2,导致大气中CO2浓度大幅下降,使地球从温室气候进入到以冰期、间冰期交替出现为特征的冰室气候,青藏高原成为新生碳储库.在间冰期,青藏高原和蒙古高原将淡水输送到中低纬度内陆区(...     

新疆早二叠世古气候

新疆早二叠世古气候可以划分为两个不同的气候区，即准噶尔温带气候区和塔里木热带—亚热带气候区。准噶尔早二叠世的气候特点是间歇性地出现炎热气候，这些气候变化大致可以划出两个气候旋回。塔里木早二叠世由潮湿环境转变为比较干旱的环境，晚期。红层普遍发育。影响准噶尔早二叠世气候的主要因素为全球气候变暖和火山作用。影响塔里木早二叠世气候的主要因素包括处于偏低纬度的地理位置、古特提斯洋暖流、周缘火山活动，海退使整个塔里木运动远离海洋。     

安徽巢湖凤凰山晚古生代大冰期沉积特征与碳同位素变化

地史中海相碳酸盐岩记录的无机碳同位素的波动经常与全球气候事件相互关联,但碳酸盐岩的碳同位素不仅与全球碳循环相关,也受控于区域水循环和成岩作用.晚古生代大冰期在石炭纪末—早二叠世达到最高峰,南方冈瓦纳大陆高纬度地区冰川的进退引起低纬度地区旋回性的海平面变化,并发育显著的沉积间断,在华南表现为喀斯特岩溶角砾岩等.本文选取安...     

青藏高原东北缘晚更新世以来环境变化研究进展

青藏高原东北缘作为响应东亚季风边缘区环境变化的理想场所,其丰富的沉积记录可反映详细的环境变化过程.重点对近30年来青藏高原东北缘沉积与环境演化研究中的年代学、环境代用指标、环境演化过程及区域一致性等方面的主要研究进展进行总结.青藏高原东北缘环境研究中粒度、磁化率、碳酸盐含量和以总有机碳、常微量元素为主的地球化学指标是最常用的研究手段;综合区域晚更新世以来沉积环境研究结果,将高原东北缘环境演化过程分成5个阶段,即在东亚季风和西风环流的共同影响下经历了温暖湿润—寒冷干燥—温暖偏湿—偏冷干燥转温凉偏湿—相对温湿转相对冷干的发展阶段;而青藏高原东北缘气候记录与亚洲区域及全球记录对比结果显示具有区域性,其主要因素可能是北半球太阳辐射变化的驱动所导致的高纬度温度和冰量变化以及北大西洋温盐环流的影响;青藏高原东北缘晚更新世可能存在两期大范围的高湖面,分别在MIS 3和MIS 5阶段,其时间的差异显示从高原内部向东北方向高湖面出现的时间逐渐变年轻,可能反映了高原东北缘构造与环境变化的响应.综合认为,未来青藏高原东北缘环境研究重点可从高分辨率沉积序列的建立、高湖面时间的确立以及更精确的环境代用指标应用等方面进一步深入研究,以期获得更高分辨的环境变化信息.