古里雅冰芯中末次间冰期以来气候变化记录研究

通过对古里雅309m冰芯上部268m的研究,重建了末次间冰期以来的气候环境变化.根据对古里雅冰芯 δ~(18)O的研究,可以清楚地划分出阶段1(冰后期)、2(末次冰期冰盛期)、3(末次冰期间冰阶)、4(末次冰期早冰阶)和5(末次间冰期).阶段5又可分出a,b,c,d,e 5个亚阶段.古里雅冰芯δ~(18)O记录明确地显示了青藏高原温度变化和太阳辐射的密切关系.研究表明,太阳辐射是驱动青藏高原气候变化的主要因子.古里雅冰芯记录与北极格陵兰冰芯和南极Vostok冰芯的对比研究表明,这些相距遥远、不同地区冰芯所记录的大的冷暖事件变化是一致的.但不同地区气候变化幅度是不一致的.青藏高原地区变化幅度大于北极地区和南极地区.     

念青唐古拉山西段冰碛垄漂砾~(10)Be暴露测年及末次冰期序列

气温和亚洲季风降水变化影响青藏高原冰川的进退,念青唐古拉山西段末次冰期年代的研究能够为认识季风影响过渡带的冰期气候特征提供重要依据.然而,该地区末次冰期时代及其南北坡是否存在差异仍不确定.本文采用10Be暴露测年方法,对青藏高原南部的念青唐古拉山西段北坡的爬玉王山谷谷口两道冰碛垄的年代进行测定,确认内侧冰碛垄为末次冰盛期产物,年代为(18.0±1.7)~(30.6±2.8)ka(n=10).外侧冰碛垄时代为(18.0±1.6)~(39.9±3.7)ka(n=5),可能对应MIS3阶段或更早的冰进.与念青唐古拉山西段南坡10Be暴露年代对比表明,念青唐古拉山西段末次冰期最大规模冰进可能发生在MIS3阶段,与全球降温不同步,具有异时性,但在区域内则具有同时性,可能响应北半球千年尺度气候变化.     

末次冰盛期中国西部冰川物质平衡线高度的模拟研究

文章使用9个气候模式的数值试验数据,研究了末次冰盛期中国西部冰川物质平衡线高度(ELA),以期加深理解冰期青藏高原地表环境以及ELA变化成因.相对于工业化革命前期这一参考时段,末次冰盛期青藏高原夏季普遍降温4-8℃,年降水量平均减少25%.在降温和降水减少的共同作用下,中国西部ELA降低,不同区域之间降幅存在差异.在青藏高原地区,其南缘和西北部下降1100m,中部腹地下降650-800m,东部下降550-800m且由西南向东北逐渐变小.中国境内天山上的ELA下降不超过650m,祁连山和阿尔泰山上的下降值在500~600m.另外,水平分辨率高的气候模式能模拟出青藏髙原中部ELA下降不超过500m的低值,这与古冰川遗迹记录一致;末次冰盛期青藏高原冰川物质积累区主要发生在边缘山地,其面积扩张至现代的2-5倍,但仍未覆盖到高原中部.     

末次冰盛期以来东亚季风变化历史——中国北方的地质记录

全球变暖对中国北方气候的影响已经引发了学术界的广泛关注,地质增温期东亚季风变迁历史可为理解未来气候变化提供重要参考.文章主要基于中国北方夏季风边缘带的湖泊、黄土等记录的古植被信息,探讨了末次冰盛期至全新世全球增温过程中东亚季风的变化历史.地质记录显示,末次冰盛期东亚冬季风增强,夏季风减弱,中国北方气候干冷,大部分地区呈现荒漠草原或干草原景观,贺兰山以东沙地的东南边界和现代沙地边界接近或略向东南方向小幅扩张.在由冷转暖的末次冰消期,东亚冬季风逐渐减弱,夏季风逐渐增强,但在快速变冷的Heinrich 1(H1)和Younger Dryas(YD)事件期间,中国北方气候变干.全新世冬季风减弱,夏季风显著增强,季风雨带向西北推进至少300km,中国中东部干旱区范围大幅度缩小,北方喜暖喜湿植物显著增加.从夏季风边缘带的记录看,中全新世夏季风最为强盛.显然,古增温有利于东亚夏季风的增强,从而极大改善中国北方的生态环境.如果全球变暖持续下去,中国北方将变得湿润.与轨道尺度记录相比,高分辨率的古植被记录较为缺乏,全新世气候突变事件以及百年-十年尺度气候旋回尚需深入研究,应作为今后研究的重点.     

中国末次冰盛期以来湖泊水量变化及古气候变化机制解释

中国古湖泊数据库收录的42个湖泊,提供的湖泊水量每千年变化的空间信息,可以用来系统分析中国区域末次冰盛期以来大气环流变化的状况.研究结果表明:我国西部从末次冰盛期以来直至全新世中期均为较湿润的气候状况,推测冰期内的湿润条件主要与西风带的降水以及低温低蒸发密切相关,而全新世主要为夏季风降水增加所致;全新世晚期气候趋干明显.我国东部的大部分区域在冰盛期和晚冰期较为干旱;只是在全新世有效降水状况才有大幅度的改善,全新世中期夏季风降水的效应仍然相当显著,控制的范围可达整个中国西部,同时位于现代季风气候区的中国东部,有效降水的峰值区的变化似乎存在从北往南的穿时性,南方有效降水峰值出现在晚全新世.而西南季风区湿润状况的明显改善发生在晚冰期,比东南季风区发生的早,显然这与两个季风系统的相互消长有一定的关系.我国东北区的湿润状况改善的也较早,显示了独特的季风气候机制.     

南海北部280 ka以来深海花粉记录

ODP1144孔顶部225m柱状样的孢粉资料揭示近280ka(即氧同位素8期(MIS8))以来,南海北部大陆架的演化历史.间冰期孢粉组合以松属为主,与该区现在情况相似.而冰期孢粉组合中则出现大量草本植物,如蒿属(Artemisia)、禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae).这说明冰期时由于海退引起海平面下降使大陆架出水成陆.出露的大陆架上覆盖着以草原为主的植被.从草本植物花粉与松属花粉两者含量之比可以推断在MIS5期以前大陆架出露的面积小,而MIS4期以来冰期时大陆架大面积出露,末次冰盛期达到高峰.MIS5期前后南海北部大陆架的这种变化,可以从我国大陆新构造运动加以解释.冰期时大陆架上生长的草原植被的组成也有显著变化,MIS8期以禾本科为主,而后,蒿属比例不断增加,末次冰盛期时在草原植被中占了优势,植被的这种变化是对不断变干冷气候的响应.     

华北平原末次冰盛期以来典型时段古环境格局

重建典型时段区域气候和植被空间格局变化,是评估未来增温背景下生态环境变化和响应过程的重要基础.文章基于AMS 14C定年技术和孢粉分析,获得了华北平原白洋淀等6个剖面末次冰盛期以来的气候-植被变化历史.结合区内已有孢粉记录,重建了华北平原末次冰盛期和全新世暖期的古环境格局.结果显示,华北平原区域植被变化受气候条件、地貌景观和人类活动等因素共同影响:末次冰盛期,华北平原气候寒冷干旱,南部山地发育针阔混交林和落叶-常绿阔叶林,北部山地生长耐寒针叶林-针阔混交林,森林面积相对较小;平原南部生长中生或湿生草甸,北部发育温带草原-荒漠草原;滨海区陆架大面积出露,生长藜科为主的盐生植物.全新世暖期,华北平原气候温暖湿润,南部山地发育落叶阔叶林或落叶-常绿阔叶混交林,伴生有喜暖亚热带属种,北部山地生长落叶阔叶林,部分喜暖湿植物常有出现,森林面积相对增加;平原腹地草本植物仍占优势,森林面积较小且难以形成地带性森林景观;受海平面上升影响,滨海区原有盐生植被向内陆收缩;此外,这一时期华北平原人类活动范围扩大、农业生产频繁,对区内自然植被产生了一定影响.文章为中国北方古气候数值模拟、区域碳循环评估和未来增温背景下区域生态环境变化预测等提供了基础数据和科学依据.     

从稳定同位素与微体化石看南海南部末次冰消期古海洋变化之阶段性

对南海西南陆坡SCS 1 2柱状样中微体化石进行定量统计以及稳定同位素分析和AMS14 C测年 ,求取末次冰消期高分辨率的古海洋学记录 .约 1 3kaBP以来南海南部的古海洋呈阶段变化 ,其中氧同位素 1 /2期界线约 1 2 .0 5kaBP和末次冰消期末约 7.70kaBP前后为两个快速变化期 (终止期IA 和终止期IB) ,其间则为缓慢变化期 .据推测 ,南海海平面在终止期IA 之前相对于现代的大致位于 - 1 1 0m处 ,终止期IB 之后与现代的相近 ,而其间则大致位于 - 5 0m附近 .与此相应 ,1 2 .0 5kaBP以来 ,冬季平均表层海水温度和盐度明显增高 ,表层古生产力下降 ;而约 7.70kaBP出现早全新世CaCO3 保存峰事件 ,翼足类丰度和CaCO3 含量显著增多 .     

末次冰期最盛期与全新世海洋浮游有孔虫硼同位素与微量元素的对比分析

海洋浮游有孔虫硼同位素能够反映海水酸碱度值的变化,重建大气二氧化碳浓度变化历史．对比分析了末次冰期最盛期（LGM）和全新世（Holocene）赤道太平洋、赤道大西洋和加勒比海地区3个钻孔的Globigerinoides sacculifer和Globigerinoides ruber有孔虫样品中的硼同位素和各种微量元素的变化,发现G．ruber更加适合进行钻孔下部硼同位素的分析,而G．sacculifer可能容易受到溶解作用的影响导致其冰期硼同位素可能偏低．微量元素分析表明浮游有孔虫中的Mg／Ca,B／Ca,U／Ca和Li／Ca比值能在一定程度上反映海水温度和[CO3^2的变化,但都受到不同种属以及其他次要因素的影响,在将其应用到钻孔下部样品时,需要进行必要的校正工作．     

最近150ka黄土高原夏季风气候格局的演化

通过覆盖黄土高原的30个黄土-古土壤剖面磁化率的测量,绘制了倒数第二冰期(约150kaBP)、末次间冰期(约130～74kaBP)、末次冰期间冰段(约59～24kaBP)、末次冰期极盛期(约18kaBP)及全新世气候适宜期(约9kaBP)共5个特征气候期的磁化率等值线略图。以末次冰期极盛期黄土的磁化率作为风成粉尘的原始磁化率,相对于这个本底值的磁化率增量可作为夏季风气候活动在相应地区的指示及其相对强度。据此,初步恢复了由磁化率等值线所反映的各个时期夏季风气候的空间格局,并估计了夏季风平均锋面的活动范围及其北界的可能位置,从而粗略地再现了最近150ka黄土高原夏季风气候格局的演化过程。同时提出,这一演化过程不仅包含了控制东亚季风环流的各个成员的位置、强度及它们之间的相互配置方式等重要信息,而且可能也与极地和穿越赤道的气流有关。     

海洋中和海洋边缘的巨震是调节气候的恒温器之一

人类活动排放二氧化碳气体使全球增温 ,从而引起极冰融化、海水淹没海边城市以及暴洪和疾病的增加 .因而全球增温已成为人们非常关注的问题 .本文提出海震调温假说 ,认为海洋巨震可调节气温 :这里的海震包括海洋和海洋边缘地区的巨震 ;巨震是指国际上通常认为的ＭＳ ≥ 734地震 .本文特别强调赤道两侧各 4 0°范围内的 8.5级和大于 8.5级的海震 .1　海震调温机制海震发生时强烈的地震波造成洋底大面积振动 ,并往往引起巨大的地震海啸 .这两种原因都可使海洋深部的冷水迁到海面 ,使水面降温 .众所周知 ,海水降温可吸收较多的二氧化碳 ,从而使…     

中国南方内陆山地末次冰盛期植被特征及古环境意义

选取鄂西神农架大九湖、南岭山地大湖和闽北甘棠3个剖面孢粉记录,推定在末次冰期时,中国秦岭淮河以南的华南内陆山地森林植被繁茂.剖析3地古植物群中有指示生态意义的冷杉(Abiessp.)林、水青冈(Fagussp.)林和桤木(Alnussp.)林的演替过程,认为在末次冰期中后期,中国秦岭-淮河一线以南至南岭以北的山地可能有一定量的降水和有效湿度,生态环境能够满足山地森林植被地带性分布.末次冰盛期(LGM)阶段是寒冷、湿润的气候配置,与中国北方黄土高原和青藏高原的末次冰期草原和荒漠草原景观所显示的寒冷干燥气候特点完全不一样.中国南方内陆山地冷湿的气候特点除了受北半球气候驱动主导因子影响,还与所在的纬度、毗邻大洋的区位以及地形地貌等地理因素密切相关.     

亚洲季风演化的突发性与不稳定性——以末次间冰期土壤发生为例

处于季风三角区顶点部位对气候变化非常敏感的兰州-临夏地区高分辨率(23.6～88a/cm)黄土、古土壤记录揭示出在曾认为是温暖湿润的末次间冰期,无论是夏季风还是冬季风均表现出千年尺度上的急剧快速变化。变化幅度常达末次间冰期冷暖期气候变幅的1/3～1/2,变化形式多半为夏季风的突发性暴发与冬季风的逐渐增强相结合。即在夏季风盛行期有猛烈的持续降温;在冬季风盛行期也有强烈的增温。在末次间冰期最盛期(氧同位素5e亚阶段)它表现为夏季风的三次突然暴发和两次明显的冬季风增强,与最近格陵兰冰芯GRIP所揭示的末次间冰期气候不稳定性事实吻合。这说明突发性和不稳定性是气候变化的重要方式,可能在北半球具有普遍性。     

末次冰盛期中国气候要素定量重建

古气候定量化是古全球变化研究的核心目标之一.重建末次冰盛期时段((18±2)ka14C)气候变化特征,对理解冰期-间冰期地球气候演化规律具有重要的意义.以往古气候要素定量重建,主要基于现代气候条件下孢粉-气候的统计学方法,因难以有效区分过去气候季节性变化和大气CO2浓度降低对植物生长的影响,导致重建结果可能存在不确定性.本研究基于植物生理过程、新一代古气候定量重建的植被反演方法,考虑上述环境因子对植物生长的影响,利用新完善的中国第四纪孢粉数据库,重建了古气候的空间格局.结果表明,在末次冰盛期,大气CO2浓度降低对中国古气候要素重建结果影响不显著;全国年均温比现在低约(5.6±0.8)℃,最冷月温度和最热月温度分别降低约(11.0±1.6)℃和(2.6±0.9)℃,且中国南方降温幅度达到约(5.5±0.5)℃,接近平均值的水平,年均温变化主要归因于冬季温度的降低;全国年降水量比现在低约(46.3±17.8)mm,其中北方降水减少约(51.2±21.4)mm,年降水变化主要源于夏季降水的减少.与古气候模拟结果的对比揭示,虽然现有模式能较好模拟年均气候模态,但是在季节性变化上与重建结果还有较大的差距,指示未来在提高古气候重建精度的同时需进一步加强古气候模式的季节性气候模拟能力.     

24万年来西昆仑山甜水海湖岩芯碳酸盐含量变化与气候环境演化

青藏高原现代气候与环境存在着明显的区域差异。高原西北部的西昆仑山甜水 海地区是高原上气候最干旱的区域。作者于１９９５年６月在该区海拔４８４０ｍ的湖盆首次打钻取芯（ＴＳ９５孔）,获得５７ｍ湖泊岩芯,经对样品的实验室测年和多项环境指标分析,表明,ＴＳ９５孔岩芯覆盖了距今２４０－１７ｋａ间的时间尺度。期间,经历了倒数第二次冰期,末次间冰期,末次冰期早期,末次冰期间冰阶和末次冰盛期几个气候变化阶段。岩芯中     

太阳活动11年周期对气象参数影响

利用多种资料研究了太阳活动11年周期对全球气温、风场、海表温度(SST)的影响,结果表明:(1)在第21、22太阳活动周,中低纬对流层顶以上大气温度变化具有类似太阳黑子变化的11年左右周期,相对于太阳黑子数,气温变化具有1～2年的延迟性;相对于太阳活动低年,200～10 hPa大气在太阳活动高年整层增温,以赤道低纬地区...     

我国北方泥河湾盆地新-旧石器文化过渡的环境背景

我国北方泥河湾盆地于家沟文化遗址古人类生存环境的分析表明，该地区属于旧石器最晚期文化的细石器出现在末次冰消期早期，并在末次冰销期后期－冰后期早期的持续温干气候环境下得到迅速的发展，而新石器文化出现在冰后期早期，并在全新世大暖期的温暖湿润的气候环境下得到迅速的发展。气候环境的变化是导致人类社会从旧石器文化向新石器文化过渡的重要原因。这一研究将有助于进一步地深入探讨史前人类文化过渡和环境演变之间的相互关系。     

南极DomeA地区109．91m冰芯气泡封闭深度及稳定同位素记录的初步结果

2004／2005年中国第21次南极考察队在南极冰盖最高区域——DomeA（或称Dome Argus）地区,钻取了一支109．91m的冰芯．冰芯CH4浓度测试结果以及粒雪化模型模拟结果一致表明,该冰芯在约102．0m处气泡被完全封闭,并根据粒雪化模型计算气泡被完全封闭处冰的年龄约为4．2ka。根据冰芯碎屑样品的氢（JD）、氧（δ^18O）稳定同位素分析资料,结合东南极冰盖其他内陆冰芯稳定同位素资料,表明东南极内陆地区晚全新世以来气候状况较为稳定（气温波动幅度约为±0．6℃）,且变化趋势具有一致性．DomeA冰芯中过量氘的值较高（平均值为17．1‰）,是南极雪冰中过量氘的高值中心,这可能与过饱和环境下降雪过程中稳定同位素动力分馏效应有关,另外DomeA冰芯过量氘（d—excess或d=δD-8δ^18O）自晚全新世以来的升高趋势主要反映了水汽源区位置向赤道方向的总体迁移．研究结果为开展DomeA地区深冰芯研究奠定了基础．     

赤道异常的经度效应

比较赤道异常北峰北坡上磁纬靠近但经度不同台站的f₀F₂月中值的差别,比较中国东部电离层垂测站链与日本垂测站链的f₀F₂月中值的差别,可以研究东亚地区赤道异常随经度的变化.结果表明,冬季,赤道异常北峰在日本扇区的强度大于中国东部地区;反之,夏季赤道异常北峰在中国东部地区的强度大于日本扇区,并且两个扇区北峰结束的纬度冬天低于夏天.     

冬季太阳11年周期活动对大气环流的影响

利用气象场的再分析资料和太阳辐射活动资料,对太阳11年周期活动影响北半球冬季(11月~3月)大气环流的过程进行了统计分析和动力学诊断.根据赤道平流层纬向风准两年振荡(QBO)的东、西风状态对太阳活动效应进行了分类讨论,结果表明：东风态QBO时,太阳活动效应主要集中在赤道平流层中、高层和南半球平流层,强太阳活动时增强的紫外辐射加热了赤道地区的臭氧层,造成平流层低纬明显增温,同时加强了南半球的Brewer-Dobson(B-D)环流,引起南极高纬平流层温度增加;而北半球中高纬的环流主要受行星波的影响,太阳活动影响很小.西风态QBO时,太阳活动效应在北半球更为重要,初冬时强太阳活动除了加热赤道地区臭氧层外,还抑制了北半球的B-D环流,造成赤道平流层温度增加和纬向风梯度在垂直方向的变化,从而改变了对流层两支行星波波导的强度;冬末时在太阳活动调制下,行星波向极波导增强,B-D环流逐渐恢复,造成北半球极地平流层明显增温,同时伴随着赤道区域温度的下降.