从树轮δ13C序列中提取大气δ13C信息的可行性研究

工业革命以来化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐，引起大气CO2浓度大幅度增加，但同时由于“Suess”效应，大气δ^13C值却在不断下降，研究大气δ^13C值的变化历史，不仅有助于预测其今后的趋向，而且可以用来了解碳循环的自然变率和校正全球碳预算模型。由于直接的仪器测量从1978年才开始，因此便产生了各种各样的替代方法。利用树轮δ^13C值重建古大气δ^13C值的变化就是其中的一种，但树轮δ^13C值容易受到外界环境因子的影响，从树轮δ^13C值中得到的大气δ^13C值存在很大的差异。本文分析了树木生长季（5-9月）温度和降水对树轮δ^13C值序列变化趋势的影响，结果表明，温度和降水对树轮δ^13C序列的趋势变化没有明显的影响。树轮δ^13C值近几十年来下降的趋势主要反映的是大气CO2浓度的增加引起的“Suess”效应。但自然灾害的发生和树轮δ^13C值的边材效应可以改变这种结果。如新疆昭苏树轮δ^13C值和年轮宽度分别在1969年和1967年突然升高以及青海祁连树轮δ^13C值在1990年后上升。     

游客人体释放热量对玉龙雪山冰川退化是否有影响

玉龙雪山(27°10′～27°10′N,100°09′～100°20′E),位于横断山南端,主峰海拔5 596 m,是中国最南的一座雪山,也是欧亚大陆距赤道最近的海洋型冰川区.     

玉龙山白水1号冰川区大气降水—冰雪—水文系统内δ^18O研究的新结果

应用稳定同位素指示方法研究大气降水、冰雪和地表径流变化过程,是冰川学家、气候学家和水文学家共同感兴趣的课题之一［1～6］. 90年代开始,我国学者较详细地研究了青藏高原内陆大气降水中稳定同位素的分布和水文循环特征［7, 8］,认为水汽来源是影响青藏高原降水中δ18O值的重要因素. 在大陆气团的影响下,青藏高原降水中δ18O与温度变化同步,即所谓“温度效应”. 但在源于海洋的暖湿气流影响下,特别在季风气候区,降水中δ18O与降水量和温度存在着负相关关系,即所谓“降水量效应”. 在我国西部的广大冰川分布区,占总面积的22%为南亚季风控制的温冰川(即海洋型冰川),过去由于种种原因对季风温冰川区稳定同位素的研究报道较少. 为填补这方面的科学研究空白,我们曾于1999年6月赴欧亚大陆最南的温冰川分布区玉龙山,首次开展了本区的冰芯研究［9］. 在钻取冰芯的同时,还全面采集了冰川区不同水体, 即表面积雪、夏季降水、冰川融水和冰川补给径流的样品,进行了δ18O的测定［10］. 结果表明,雪线以上积雪中的δ18O值比雪线以下积雪内的δ18O值为高,低海拔冰川补给径流比高海拔冰川融水的δ18O浓度为低,夏季降雨中δ18O值最低. 这种分布特征说明本区局部大气环流状况随时间和高度而变化,存在着季风气候区所特有的“降水量效应”. 为进一步证实该结果,我们于2000年7月又在玉龙山进行了更为详细的工作：在白水1号冰川积累区海拔5 000 m, 4 900 m和4 700 m处开挖了3个深度分别为3.1 m, 2.6 m和2.0 m的雪坑,采样77个; 沿海拔5 000～4 500 m采集了18个表面积雪样品; 雪线以下采集了数十个冰川融水样品; 分不同高度和日期采集了数十个夏季雨水样品; 此外,还沿冰川融水补给为主的白水河分段采集了水样数十个. 所采样品在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰芯与寒区环境开放研究实验室用Delta Plus气体稳定同位素比质谱仪进行了δ18O的测定(表1),现将初步成果进行报道.     

天山阿特奥依纳克河流域冰川沉积序列

阿特奥依纳克河位于我国天山的最西段,最大现代冰川作用中心托木尔峰的南麓。在第四纪冰期与间冰期的气候旋回中,该处留下了形态较为完整的6套冰川沉积。应用ESR测年技术 (辅以OSL测年技术) 对冰碛物及其相应的冰水沉积物进行了定年,测得6套冰碛年龄分别为7.3±0.8ka BP (OSL,冰水沙);12.3±1.2ka BP (OSL) 与15~29ka BP;46~54ka BP;56~65ka BP;155.8±15.6ka BP与234.8±23.5ka BP;453.0±45.3ka BP,测年结果表明它们分别形成于新冰期、海洋同位素阶段(MIS)2、3b、4、6、12。第三套冰碛测年结果表明该处MIS3b冰进规模较大,其规模基本上与末次盛冰期 (MIS2) 的规模相当。此处最老冰碛测年结果与我国中段天山乌鲁木齐河源高望峰冰碛的测年结果 (459.7±46ka BP与477.1ka BP) 遥相呼应,老冰碛的年龄显示我国天山西段与中段至少于MIS12进入了冰冻圈,开始发育冰川。     

玉龙雪山周边典型河流雨季水化学特征分析

2009 年5~10 月在玉龙雪山周边典型小流域白水河、三束河、哥吉河采集河水样品,水化学分析结果表明,三条河流河水均呈现弱碱性,主要离子组成表现为富集Ca²⁺+Mg²⁺和HCO₃^-+SO₄^2-,且以Ca²⁺和HCO₃^-为主,各类离子存在显著季节变化。离子来源分析表明,玉龙雪山周边小流域河水雨季主要受降水和岩石风化影响,大气降水对河水主要常规离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-的贡献率为分别为23.44%,9.66%,3.10%,17.81%,10.48%。研究区碳酸盐岩的风化产物是河水离子组成的主要控制因素。     

新德里季风降水中过量氘与季风水汽来源

收集和分析了新德里降水中同位素资料(δ¹⁸O和δD),利用季风水线方程对个别年份缺测的δD资料进行估计,建立了新德里36 a夏季过量氘序列.基于降水中过量氘和水汽源区相对湿度关系考虑,利用NCEP/NCAR再分析资料,研究了新德里夏季过量氘序列和水汽源区相对湿度的关系.研究发现,西阿拉伯海相对湿度变化和新德里季风降水中过量氘变化较为一致.结合西阿拉伯海风速和印度西北地区季风降水量资料分析结果,认为西阿拉伯海是新德里季风水汽的主要来源.     

玉龙雪山冰川崩塌成因分析

玉龙雪山是亚欧大陆距赤道最近的海洋型冰川分布区。2004-03-12上午,玉龙雪山东坡干河坝山谷上方漾弓江5号冰川区发生一次剧烈的的崩塌,2005年又有小规模的崩塌发生。通过实地考察认为,这是冰岩体崩塌事件。通过对气象资料的分析发现,区域气候变暖对冰川和永冻带稳定性的干扰是崩塌发生的主要原因,特别因为2003年和2005年为两个极端干热的年份。通过与本区其他冰川的变化对比,说明这次冰川崩塌可能是本区一些小冰川对区域变暖响应的另一种方式。同时发现,这次崩塌在现场留下的堆积物,在合适的天气条件下极易形成泥石流。     

藏北高原D110点土壤温度的极值分析

通过藏北高原Ｄ１１０点一年中不同深度的日最高值、日最低值及日温差的分析,表明从０ｃｍ￣４０ｃｍ,土壤温度的日最高值的变化剧烈,而日最低值的变化则相对平稳,冬半年土壤温度的日最低值、日最高值比较接近,日温差较小,而且它们随时间的变化比较平稳;但夏半年（５￣９月）波动较冬半年的大,且最高温的波动要比最低温的波动大得多;随深度的增加日温差减小,在８０ｃｍ深处已基本上看不到日温差的变化。     

玉龙雪山白水1号冰川近地层气象要素变化特征

利用2011年10月1日至2012年9月30日玉龙雪山白水1号冰川海拔4 500 m气象观测资料,对位于我国最南、亚欧大陆距赤道最近的海洋型冰川区近地层气象要素基本特征进行了分析,并与同海拔大陆型冰川——祁连山老虎沟12号冰川区近地层气象要素进行了对比。研究表明：海洋型与大陆型冰川区气温逐时变化呈单峰单谷型分布,均表现出升温快降温慢的特点,观测点5 m层气温高于2 m层气温,二者差值日变化呈单峰型,峰值出现在北京时间12：00;受季风气候影响,研究区干季相对湿度小,湿季相对湿度大,年均相对湿度为73.3%,与相对湿度相比,研究区水汽压变化更受控于气温;两冰川区冬半年气压低,夏半年气压高,均表现为典型的"高山型"气压;受冰川"冷效应"影响研究区干季风速大,湿季风速小,因冰川规模较小,研究区冰川风不发达,谷风发育强劲;受季风期云雨影响,白水1号冰川区总辐射在季风前期达到最大值,季风期达到极小值,年均总辐射量低于老虎沟12号冰川同海拔地区。     

两种圆柏属常绿植物叶片稳定碳同位素的季节变化及其指示意义

连续2a测定了祁连圆柏(Sabina przewalskii)和圆柏(Sabina chinensis)叶片δ13C值及叶片相对含水量、脯氨酸和硅(Si)含量的季节性变化,研究了叶δ13C值与环境因素之间的相关性(月总降雨量、月平均气温、月平均土温、月总日照时间、相对湿度、大气压、蒸汽压、风速以及潜在蒸发量).结果表明:叶片δ13C值与大气压成负相关,而与气温、降雨量、蒸汽压、潜在蒸发量、日照时间、风速及土温成正相关;13C值与相对湿度之间无显著关系,说明圆柏属植物叶13C值可以作为这些气象因素有效的指示指标.同时,叶片13C值与脯氨酸和Si含量负相关,与叶片含水量和MDA正相关,并且相对圆柏来说,祁连圆柏有更高的13C值、脯氨酸含量和Si含量,较低的叶片含水量和MDA含量,说明叶片13C值在一定程度上可以作为指证环境胁迫的抗逆指标.