中国中世纪暖期气候变化的基本特征

对中世纪暖期（MWP）的时空分异和区域影响进行综合分析,关系到对近百年来全球气候变暖驱动力的正确认识,也有助于客观地解析20世纪气候变化增暖的历史地位.本研究对中国疆域内各个地区MWP的一些成果进行梳理和再思考,表明MWP在中国疆域内的存在是毋庸置疑的,但不同地区MWP表现出明显的时空差异.中国中东部地区在800—1300 AD存在明显温暖期,各种地质记录和文献记载都有较明显反映;虽然西北部MWP表现不很明显,但是众多石笋、湖泊沉积和风沙沉积也记录了500—1500 AD间呈现温暖湿润的气候特征;青藏高原各地MWP的表现差异明显,其中800—1100 AD暖期是高原东北部最暖的时期,而南部和西部最暖期分别出现于1150—1400 AD和1250—1500 AD.太阳辐射变化和火山活动可能是形成MWP的基本原因,而中国三大自然区下垫面条件的复杂多样性造成MWP发生过程和表现形式的时空分异.     

中国中世纪暖期气候研究综述

中世纪暖期是2000年来全球最重要的气候事件之一,关于中世纪暖期的研究,主要是通过各种代用资料重建气候序列。从目前的研究来看,能敏感响应环境变化的高分辨率的信息载体主要有冰芯、树轮、历史文献、湖泊沉积及石笋等。随着代用资料的开发,对于中世纪暖期的研究已经取得了丰硕的成果,但在中世纪暖期是否具有全球性,不同区域的起讫时间、增温幅度、内部波动以及成因机制等问题上还存在一定争议。主要原因是受重建资料敏感性与地域性限制,加上不同代用指标对气候变化敏感性的差异以及不同代用资料的方法、气候与环境意义等存在差异,定年存在误差。在中国,从对重建资料的整理分析来看,对于"中国是否存在中世纪暖期"这个问题,各研究者们没有达成一致的看法;对于中国中世纪暖期冷暖变化的研究,由于区域差异,东部重建资料以历史文献为主,而西部关于历史气候环境的相关记载很少,所以重建资料以冰芯、湖芯、树轮等为主。大多数的研究结果认为,西部的冷暖变化与东部有着明显的差异,其中最主要的是东部在900~1300 A. D.存在明显的温暖期,而西部则暖期不如东部明显。今后为了更加全面深入的了解中世纪暖期气候特征,应加强各种代用指标高分辨率序列的积累和定量化研究、各种代用指标和重建序列的综合集成研究及其与古气候模拟结果的比较研究,以期从动力学角度加深理解中世纪暖期的区域响应差异。     

中世纪暖期气候研究综述

中世纪暖期是过去2 000 a以来最为重要的一个时期。该温暖事件是否具有全球性特征,其变化是否具有同步性,温度和降水变化的幅度如何?依据大量的研究成果,虽然对中世纪暖期的气候变化不甚清楚,我们仍然认为这一事件很可能是全球性的,而非区域性的。各种证据表明该时期的温暖程度不及20世纪,而且中世纪暖期表现出不连续的特征,降水也存在区域差异,这主要是因为降水和温度有着不同的响应自然驱动的物理特性。大量重建和模拟显示,诸如太阳辐射和火山作用的自然因素可以解释这一时期的大部分气候变化特征,但气候系统内部的相互作用是不能被忽视的。因此,将内部因素和外部因素联合起来揭示气候变化的机制就显得非常重要。     

海南岛双池玛珥湖沉积正构烷烃记录揭示的中世纪暖期气候环境特征

对采自海南岛双池玛珥湖的沉积岩芯（SCH17-04）进行了加速器质谱法（Accelerator Mass Spectrometry,AMS）14C测年和正构烷烃组成的实验分析,据此探讨了中国热带北缘地区约775—1550年间的气候环境特征。结果表明,SCH17-04岩芯正构烷烃记录揭示了该湖沉积的有机质主要来自于陆生高等植物,也包含部分水生植物和菌藻类植物的输入;利用正构烷烃相关组分的比值发现,在中世纪暖期（Medieval Warm Period,MWP,约950—1350年）时,研究区草本植物比例明显增大,木本植物占比相对偏小,揭示出地处热带北缘的海南岛地区在中世纪暖期气候环境总体上较为偏干,而在黑暗时代冷期（Dark Ages Cold Period,DACP）晚期（约775—950年）和小冰期（Little Ice Age,LIA）早期（约1350—1550年）,海南岛地区气候环境相对较为偏湿。区域对比分析发现,双池玛珥湖沉积正构烷烃记录与同处热带地区的雷州半岛湖光岩玛珥湖沉积、西沙群岛东岛湖泊沉积以及来自泰国的石笋记录等较为一致,都揭示了一个气候相对较为偏干的中世纪暖期,这可...     

千百年尺度祁连山地区干湿变化对暖期的响应

全球升温导致区域干湿格局转变,千年尺度中全新世暖期和百年尺度中世纪暖期可以为探究现代的气候趋势提供历史相似型。通过湖相沉积、冰芯、孢粉、树轮等古气候记录和PMIP3/CMIP5计划的古气候模型模拟数据对比分析,结果表明,祁连山地区中全新世暖期（7.2—6.0 ka BP）东亚夏季风强盛,降水较多,气候温暖湿润;中世纪暖期（950—1250 AD）与小冰期表现为暖干—冷湿气候机制。现代观测数据显示,祁连山地区呈现暖湿化,但现代的气候机制与自然因子主导下暖期的响应机制差异较大,表明了人类活动对自然发展下气候环境的影响。因此,自然因素与人类活动共同作用是准确预测研究区未来干湿格局的基础。     

内蒙古中西部地区全新世大暖期气候与环境初步研究

以大青山调角海子剖面的孢粉和地球化学分析资料为依据,结合邻区古土壤序列,湖泊演化及考古研究资料,阐明内蒙古中西部地区全新世气候最适宜期始于９２５０ａＢ．Ｐ．左右,结束于４０００ａ,Ｂ．Ｐ．前后,６３３０ａＢ．Ｐ．前后出现大暖期植被与气候变化的重要转折;     

过去2000年冷暖变化的基本特征与主要暖期

根据近年国内外相关研究结果,分析了北半球与中国过去2000 年冷暖变化的阶段性,辨识了百年尺度暖期的起讫年代及其与20 世纪温暖程度的差别。结果表明:(1) 最近新建的多数北半球温度变化序列显示公元1-270 年温暖;271-840 年冷暖相间,但总体偏冷;841-1290年温暖;1291-1910 年寒冷;1911 年以后再次转为温暖;这些冷暖阶段虽分别与Lamb 指出的罗马暖期(约公元前1 世纪-4 世纪中期)、黑暗时代冷期(约4 世纪末-10 世纪前期)、中世纪暖期(约10 世纪中期-13 世纪末)、小冰期(约15-19 世纪) 以及20 世纪增暖大致对应,但各阶段的起讫时间与Lamb确定的时段存在一定差别。(2) 尽管过去2000 年冷暖变化过程及其变幅大小在中国境内各个区域间并不完全一致,但从全国平均看,中国与北半球百年尺度的冷暖波动阶段基本一致,仅起讫年代存在一定差异;其中公元1-200 年、551-760 年、941-1300 年及20世纪气候相对温暖,其他时段则相对寒冷。(3) 多数序列显示中世纪期间北半球的温暖程度至少与20 世纪相当。中国941-1300 年间的最暖百年和最暖30 年(暖峰) 的温度也略高于20 世纪,551-760 年间的最暖百年与20 世纪基本相当,但1-200 年间最暖百年的温暖程度则较20 世纪略低。     

气候变化影响下北海公园冰上运动季的特征与情景模拟

北海公园冰上运动是北京传统体育文化遗产的重要组成内容以及冬季休闲旅游的代表性符号,强化其气候变化影响与适应研究,对于应对全球变化的挑战、践行“大力发展冰雪经济”的指示具有重要意义。本文从多源文献中提取分析了其冰场多年启闭日期（间接指示冰层厚15 cm）的变化特征,并结合气温器测数据以及4种气候情景数据（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5）,利用留一交叉验证法探讨了不同温度指标和拟合方程的预测效果差异,进而对未来冰上运动季的变化、潜在影响与适应对策进行分析。结果表明：① 1989—2018年冰上运动季始日、末日和持续长度的均值分别为1月1日、2月5日和36 d,对应的趋势表现为不显著的推迟（1.00 d/10a）、提前（-0.77 d/10a）和延长（1.11 d/10a）,时序变化可区分为1989—2000年、2001—2013年和2014—2018年3个阶段。② 冰上运动季始、末日分别对其日期前59 d的日最低温和前94 d的日最高温有较好响应,利用这两个指标和玻尔兹曼函数可更好预测冰上运动季变化。③ 2021—2099年冰上运动季始日、末日和持续长度的均值分别较1989—2018年晚1 d、早1 d和缩短2 d,3个指标变幅一致缩小,对应的0.14 d/10a、-0.21 d/10a和-0.34 d/10a的趋势均达到0.01的显著性水平。④ 未来79 a内冬季两大节庆中元旦冰上运动的适宜性要大于春节,其中春节的适宜性在4种气候情景下相差不大,而元旦的适宜性则在4种情景下有一定差别。⑤ 在相关预估结果上,BCC-CSM2-MR、CanESM-5和UKESM这3种区域气候模式并没有太大差异,而热岛效应影响尚待深入研究。⑥ 为了在气候变暖背景下促进体旅融合消费、保障冰上运动产业高质量发展,运营企业应采取强化游客安全保障、扩展旅游产品谱系、购买冰量保险等全方位主动适应措施,研究者应加强研究气候变化影响的复杂性、改进旅游流的预测效果,而管理部门应大力推动产业风险管理报告的编制,充分重视气候变化风险的动态评估。     

近600年来北极与中国气候变化的对比

A compilation of paleoclimate records from lake sediments, trees, ice cores, and historical documents provide a view of China and Arctic environmental changes in the last 600 years. Many of these changes have also been identified in sedimentary and geochemical signatures in deep-sea sediment cores from the North Atlantic Ocean, Arctic and Greenland and ice cores from the Qinghai-Tibet Plateau, confirming the linkage of environmental changes of different time scales between the Arctic and China. It is shown that the changes of precipitation, temperature and sea ice cover in Arctic were correlated with climate changes in China. This paper also developed a comparative research on the climate changes between Arctic and China both during the Little Ice Age (LIA) and the instrumental observation period. Cycles and trend of temperature variations during LIA and temperature and precipitation during the instrumental observation period are performed. We found some similarities and differences of environmental changes between Arctic and China.     

近百余年来上海两次增暖期的特征对比及其成因

利用上海１８７３～１９９９年的气温等实测资料及１９６１～１９９９年郊区的资料,在基本剔除城市化热岛热效应对气候变化趋势的可能影响之后,研究上海近百余年来两次明显的增暖时期（１９３７～１９５３年和１９８７～１９９９年）气温结构分布特征,进行对分析。结果表明：①第一次增暖期的增温主要在白天,最高气温上升明显,季节中以夏季最突出;第二次增温期的增温主要是夜间气温升高引起撮低气温具有显著增暖趋势,最高气温     

Summer temperatures during the Medieval Warm Period and Little Ice Age inferred from varved proglacial lake sediments in southern Alaska

For the heavily glaciated mountains of southern Alaska, few high-resolution, millennial-scale proxy temperature reconstructions are available for comparison with modern temperatures or with the history of glacier fluctuations. Recent catastrophic drainage of glacier-dammed Iceberg Lake, on the northern margin of the Bagley Icefield, exposed subaerial outcrops of varved lacustrine sediments that span the period 442–1998 AD. Here, an updated chronology of varve thickness measurements is used to quantitatively reconstruct melt-season temperature anomalies. From 1958 to 1998, varve thickness has a positive and marginally significant correlation with May–June temperatures at the nearest coastal measurement stations. Varve sensitivity to temperature has changed over time, however, in response to lake level changes in 1957 and earlier. I compensate for this by log-transforming the varve thickness chronology, and also by using a 400-year-long tree-ring-based temperature proxy to reconstruct melt-season temperatures at Iceberg Lake. Regression against this longer proxy record is statistically weak, but spans the full range of occupied lake levels and varve sensitivities. Reconstructed temperature anomalies have broad confidence intervals, but nominally span 1.1°C over the last 1500+ years. Maximum temperatures occurred in the late twentieth century, with a minimum in the late sixth century. The Little Ice Age is present as three cool periods between 1350 and 1850 AD with maximum cooling around 1650 AD. A Medieval Warm Period is evident from 1000 to 1100 AD, but the temperature reconstruction suggests it was less warm than recent decades—an observation supported by independent geological evidence of recent glacier retreat that is unprecedented over the period of record. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.

气候变化情景下青海湟水流域径流变化的HIMS模拟分析

基于国产HIMS(Hydro-Informatic Modeling System)模型,以青海湟水流域为研究区域,利用1986-2000年33个雨量站和8个气象站的逐日降水和气温数据,对其径流变化进行模拟;选取流域内6个水文站同期的实测径流数据,进行参数率定及验证。结果表明:HIMS模型日、月率定及验证结果良好,在湟水流域具有良好的适用性。在此基础之上,分析了湟水流域1961-2010年降水及气温的变化趋势,并对不同气候变化情景下的水文响应(径流量)进行模拟分析。结果显示气候变化对湟水流域径流量变化趋势影响显著,随气温升高和降水量的减少,径流量呈明显的减少趋势,反之,呈增加趋势。     

Impact of climate change on Tibet tourism based on tourism climate index

Journal of Geographical Sciences - Climate change is an important factor affecting the sustainable development of tourist destinations. Based on the monthly observation data of the main...     

基于REOF-EEMD的西南地区气候变化区域分异特征

西南地区是全球变化区域响应的特殊地区,探究其气候变化区域分异特征具有重要的科学意义。文中选用REOF方法开展研究区气温和降水变化特征的空间分区,借助EEMD与BG分割算法等方法细致辨析了不同气候分区的气候演变特征。结果显示：① 西南地区年均温和年均降水变化均可划分为3个亚区,各自的空间界限高度相似,但降水Ⅱ、Ⅲ区的界限更偏南。② 20世纪50年代以来各气温亚区的年均温显著升高,川渝气温变化与全球变暖同步,黔西、黔中、滇北散布若干点状冷区。各降水亚区的时空差异明显,相较Ⅲ区,Ⅰ、Ⅱ区年均降水的波动性及年代际变化的差异更显著。③ ENSO事件对研究区气候变化的影响深远,不同气温、降水亚区对其的响应不尽相同。④ 不同气温亚区年均温序列突变点的收敛性较强,大致发生在1997年前后。不同降水亚区年均降水序列突变点的收敛性较弱。⑤ 各气温亚区年均温增加的持续性较强,Ⅱ、Ⅲ区尤甚。降水Ⅰ、Ⅱ区降水变化趋势不甚明显且具有一定的随机性,Ⅰ区的可能呈减速趋缓的减湿趋势,Ⅱ区的可能出现弱度减湿趋势,Ⅲ区降水趋于弱增。     

Impacts of climate change and LULC change on runoff in the Jinsha River Basin

The climate change and Land Use/Land Cover(LULC) change both have an important impact on the rainfall-runoff processes. How to quantitatively distinguish and predict the impacts of the above two factors has been a hot spot and frontier issue in the field of hydrology and water resources. In this research, the SWAT(Soil and Water Assessment Tool) model was established for the Jinsha River Basin, and the method of scenarios simulation was used to study the runoff response to climate change and LULC change. Furthermore, the climate variables exported from 7 typical General Circulation Models(GCMs) under RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios were bias corrected and input into the SWAT model to predict runoff in 2017–2050. Results showed that:(1) During the past 57 years, the annual average precipitation and temperature in the Jinsha River Basin both increased significantly while the rising trend of runoff was far from obvious.(2) Compared with the significant increase of temperature in the Jinsha River Basin, the LULC change was very small.(3) During the historical period, the LULC change had little effect on the hydrological processes in the basin, and climate change was one of the main factors affecting runoff.(4) In the context of global climate change, the precipitation, temperature and runoff in the Jinsha River Basin will rise in 2017–2050 compared with the historical period. This study provides significant references to the planning and management of large-scale hydroelectric bases at the source of the Yangtze River.