大气CO_2变化与气候

在地质历史时期,地球的气候不断在变化,全球大气CO2浓度也在变化,二者之间是否存在一种响应—反馈作用,目前存在争议较大.本研究从地质时间尺度、千年以来和现代气候变化3个角度进行介绍,认为全球气候变化是多重时间尺度变化规律的叠加,从长时间尺度来看,全球平均温度和大气CO2水平均表现出整体降低的趋势.地质历史时期存在多次大气CO2浓度升高的时期,有时甚至可达现在大气CO2水平的十几倍.气候变化与大气CO2的关系非常复杂,高CO2时期并不全部对应于高温时期.千年以来的气候变化在全球各大洲均有温暖时期的出现,并且很多地方的重建结果表明中世纪暖期的全球平均温度要比现代的全球平均温度还高.但这一区间的温度变化和大气CO2水平在1850年之前没有明显的相关性.近百年的气候观测资料表明全球平均温度上升了0.74℃,但对于这种上升的理解目前还存在较大争议.是否确实是由于人类活动（主要是工业革命以来）导致了全球CO2水平增高,进而导致全球变暖,需要更多的证据来验证.     

腾格里沙漠边缘表土磁学性质及其意义

通过对腾格里沙漠边缘表土进行岩石磁学的测试和分析,发现样品中的磁性矿物主要是铁的氧化物。主要为磁铁矿,其次为磁赤铁矿和赤铁矿。磁颗粒以多畴和准单畴为主。样品之间低频磁化率值相差很大,靠近雅布赖山附近的样品明显高于其他样品。频率磁化率普遍很弱,最大3.7%,反映了该沙漠边缘区的干旱条件下所进行的以物理风化为主的地质过程。结果表明,本地区磁化率几乎不受成土作用的影响。磁化率增强机制与黄土高原不同,可能主要反映了局部地区的母质、地形和微气候的影响。     

加热环境对人工合成磁赤铁矿热磁行为的影响

热磁测量,包括高温磁化率和高温磁化强度测量,是根据热磁曲线转折点的温度(居里点、尼尔点或相变点)鉴定样品中磁性矿物种类的有效方法.本文选取两个人工合成磁赤铁矿样品,利用四种热磁测量仪器分析不同的条件下测得的热磁曲线.依据样品与空气接触程度,将测量环境设为开放、封闭、封闭(通入氩气或氮气)三类.结果表明:热磁测量环境的开放程度对居里点和曲线可逆程度产生极大的影响.封闭环境下测得的居里点较开放环境下的低,分别对应磁铁矿和磁赤铁矿;开放系统的热磁曲线不可逆程度高于封闭系统.造成这些差异的原因是氧化还原条件的不同.本文的磁赤铁矿样品在封闭的条件下,加热至250 ℃左右开始转化为磁铁矿,因此无法通过居里点被正确识别;在开放的氧化环境下,加热的最终产物为赤铁矿,能够测得正确的居里点.本实验结果启发人们:在不同的加热环境下,磁性矿物可能表现出不同的热磁行为,根据单一的热磁曲线,很容易对样品中磁性矿物的种类造成误判.全面对比不同条件下的测量结果,才能够得出更为准确的结果.     

从地质时期大气CO_2浓度与温度的对应关系分析现代气候变暖不确定性

气候变化问题是近年来国际社会所关注的热点,对于近代全球是否在变暖？以及驱动变暖的因素到底是什么？是自然过程还是人为作用？科学家们一直对此有着不同的见解.政府间气候变化专门委员会（IPCC）认为现在全球变暖是因为人类活动排放了大量CO2,其浓度增加而导致增温,但是很多科学家并不赞同.为了理清这一问题,本研究整合了近年来有关地质时期及现代大气CO2浓度与温度的关系数据,对其进行了梳理分析,结果显示不论是从地质年代的长尺度上来看,还是从近代的短尺度上来看,CO2浓度变化与全球气温变化之间都不存在一个足以令人信服的关系,因此,以此证明现在温度的增加是由于CO2浓度增加所引起的是不科学的.关于温度变化的驱动因子还存在很大的不确定性,也就不能明确地判断大气温度增加的主导因素是自然过程还是人为作用.     

火山活动对全球气候变化的影响

火山活动是影响全球气候变化的重要因子之一.强烈的火山喷发会向大气圈排放大量的火山灰、水蒸气和SO2等气体,尤其是SO2能在平流层中形成气溶胶,并停留很长时间,减少太阳对地表的辐射量,影响局地或全球气候.地质历史记录表明,火山活动与气候冷期有密切的联系,现代观测和模拟资料也显示火山活动后的一年至几年内,火山周围地区甚至全球产生不同程度的降温.现有研究表明,在火山喷发的活跃时期,火山气体喷发物对地球气候系统的影响程度可能超过CO2等气体产生的温室效应.     

大气CO2浓度变化与全球气候变化关系初步探讨

2007年IPCC公布的第四次评估报告AR4指出：过去50a观测到的地球平均温度升高很可能（90％以上）是由人类活动引起的,其中主要是人类活动引起的温室气体排放的增加．而地质气候记录证明,早在人类排放能够影响大气以前的CO2浓度变化均不同程度地滞后于气温变化．地质时期CO2浓度的波动是跟随气候变化而变化,是被大气温度驱动的结果,而非相反的CO,驱动温度变化．将现在全球变暖完全归因于人类排放CO2的增加,无法解释1940-1978年的降温事件．通过更长尺度的对比研究可以发现,现在气候是处于全新世变干变冷的大趋势之中,即使现在全球略有变暖,也只是处于变干变冷大趋势中的次级变暖波动．将近代全球气候变暖片面夸大归因于人类活动排放温室气体,而忽略了自然因素的贡献,其依据显得缺乏科学说服力,其做法不免有些令人担忧．     

宝鸡剖面S5古土壤磁化率变化机制

运用岩石磁学和地球化学相结合的方法对宝鸡剖面S5和S3古土壤的磁性特征进行了详细对比分析,结果表明S5古土壤层 Rb/Sr 比值较高,S5古土壤形成期气候温暖湿润,成壤程度比S3时期强。S5层亚铁磁性矿物含量低于S3层,反铁磁性矿物主要为针铁矿; 而S3层的反铁磁性矿物主要为赤铁矿。S5层土体表面及土壤空隙中可见大量黑褐色的铁锰胶膜分布,由于沉积后土壤长时期处于偏干或偏湿的氧化、还原交替环境中,细粒的磁铁矿和/或磁赤铁矿、赤铁矿溶解转化成褐铁矿、针铁矿等弱磁性矿物,主要转化成在局域湿润环境下能够稳定存在的针铁矿,这种磁性矿物的转化可能导致了成壤强的S5古土壤超顺磁亚铁磁性矿物含量的减少和磁化率的降低。     

兰州沙尘暴样品磁学性质与粒度分析及其与悉尼样品的对比

对2009年9月23日悉尼特强沙尘暴和2010年4月兰州沙尘暴样品进行了磁学参数和粒度测量.结果表明:悉尼尘暴样品中磁性矿物含量远远低于兰州样品.磁性矿物种类略有不同,兰州样品主要含有磁铁矿、磁赤铁矿,可能含有赤铁矿;悉尼样品除了上述矿物外,还含有针铁矿.悉尼样品比兰州样品的磁性矿物颗粒要细.悉尼样品的粒度分布曲线呈现四峰态,粒度曲线呈现宽扁形态;兰州样品呈现三峰态,粒度曲线则呈窄高的形态.沙尘暴样品与源区样品磁学性质的大相径庭及粒度曲线的多峰态分布都说明了沙尘暴物源的非惟一性.此外,将兰州沙尘暴样品与九州台黄土-古土壤样品的粒度进行了比较,结果显示,1～10 μm组分含量的增加及10～20 μm组分含量的减少主要与不稳定矿物的物理化学风化过程有关,0.02～1μm组分含量增加的主要原因是新矿物的生成及不稳定矿物的风化.沙尘暴样品与黄土-古土壤样品的粒度分布曲线具有一定的相似性,说明现代沙尘暴事件是地质时期风尘活动的持续,现代风积作用仍在继续.     

佳县红粘土磁学性质

黄土/古土壤序列和红粘土均已被证明是风积成因,然而红粘土研究的程度远低于黄土/古土壤序列,比如强发育红粘土获得比较低磁化率值的原因并没有得到清楚解释,红粘土磁化率代用指标问题和红粘土搬运路径等问题还存在较大的争议,红粘土记录古气候意义研究也相对薄弱,因此加强对红粘土的研究,有助于对古气候的理解。佳县位于黄土高原与毛乌素沙漠交接地区,季风区与非季风区过渡地带。对佳县厚60m的红粘土样品进行系统磁学参数测量分析发现,佳县红粘土以软磁性矿物(磁铁矿、磁赤铁矿)为主,同时含有一定量硬磁性矿物(赤铁矿、针铁矿,主要是赤铁矿); 强发育古土壤层含有较多软磁性矿物,弱发育古土壤层含有较多硬磁性矿物; 磁颗粒粒径基本在0.2μm以下,X>64×10-8m3/kg时,磁颗粒粒径小于0.1μm。剖面底部磁学参数变化存在异常,原因可能是:赤铁矿含量增加,超顺磁(SP)亚铁磁性颗粒含量急剧减少,单畴(SD)颗粒相对含量增加。该异常原因解释符合前人提出的成壤路径:水铁矿→SP磁赤铁矿→SD磁赤铁矿→SD赤铁矿。     

全球变暖与变冷利弊分析

在联合国下属的政府间气候变化专门委员会（IPCC）的4次评估报告影响下,全球变暖达到前所未有家喻户晓的程度．各国人民似乎对“气候变暖”有谈虎色变的感觉．只要是灾难,不论水灾还是旱灾,不管是降温的雪灾还是高温的热浪,各国媒体均将这些灾害与“气候变暖”紧密联系起来,IPCC第四次报告也是如此．气候真的变暖了吗？真的那么严重变暖了吗？气候变暖真的给人类带来的只是可怕灾难而没有益处吗？水灾与旱灾是一对矛盾的2个方面,如何都能够由“全球变暖”一个因素所导致？地质记录表明,气候冷暖波动是地球气候变化一般形式,过去在人类能够影响大气二氧化碳含量以前,地球气候就是一直在不断地冷暖变化着的．驱动地球冷暖变化的主要因素是地球接收太阳辐射量的变化．不变的气候是短期的,是暂时的,而变化的气候却是长期和永恒的．持续了约550年变冷小冰期于1850年结束,随后进入暖期则是正常的自然过程．人类活动最大可能只是叠加了变暖的影响．本研究综合对比分析全球变暖和全球变冷2种气候变化所产生的一系列后果,认为全球变暖给人类带来结果是利大于弊．