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.     

中国典型山地温冰川水化学空间分布特征与近期冰川动态

从我国玉龙雪玉典型温水王白水１号冰川不同区段表面融水,新近积雪和冰川初给河水采样分析结果表明,雪线以下降水中的稳定同位素的离子含量比雪线以下为高,低海拔河水比高海拨融水的氧同浓度为低,可能在来源上存在着差异,这种分布特征说明本温冰川区局部大气环流情况高度而不同,有可能存在季气候区所特有的“降水量效应”或“季节性效应”。冰川不同水体内离子浓度变化说明,冰川融水与地壳表面接触时间越久,其中的可融性离了     

藏北高原土壤温度的变化特征

通过GAME -Tibet野外工作前期所得到的土壤温度资料 ,初步分析了藏北高原不同地点不同深度土壤温度随时间的变化特征 ,并探讨了这种特征形成的原因。认为这可能与降雪、反照率、长波辐射、凝结潜热等的反馈过程及土壤湿度有关。由于土壤湿度等的影响 ,较潮湿的地方下层土壤从开始冻结到完全冻结需要一个较长的时间过程。     

青藏高原天然水体中As变化初步研究

根据测得的青藏高原部分天然地表水体(包括河水、湖水等)中As的含量,初步分析了青藏高原部分地区天然地表水中As的空间分布规律.研究发现,青藏高原不同区域河水中As的浓度存在显著的空间变化,尤其是狮泉河流域河水中异常高的As含量.这种空间差异可能是由地区土壤与岩石中As含量的差异造成的,而那曲河水中较高的As可能反映了人类活动的影响.湖水中As的含量高于河水,最高可高达1200μg·L^-1以上.内陆湖湖水中高的As含量可能与水的蒸发浓缩有关,但注入河水的As含量也会起决定作用。     

近300a来古里雅冰芯记录的气候突变事件

根据古里雅冰芯高分辨率气候环境信息记录,利用小波气候突变的检测方法,对近300a来的气候突变事件进行了检测.结果表明,在百年尺度上,近300a来古里雅冰芯中所记录的δ¹⁸O(温度代用指标)发生了2次突变,分别在1788年和1932年;净积累量(降水量的代用指标)也发生了2次突变,分别在1805年和1939年;降水突变发生的时间迟于温度突变发生的时间.时间尺度越短,发生突变的次数则越多,这也体现了气候变化的层次性.因此,较好地确定隐含在气候资料中冷暖(干湿)期突变的位置,从冷暖(干湿)期的变更上去把握气候变化,将有助于认识气候变化的机理.     

乌鲁木齐河流域不同水体中的氧稳定同位素

The variations of the stable oxygen isotope in different water mediums in Urumqi River Basin, China, are analyzed. The stable oxygen isotope in precipitation has marked temperature effect either under synoptic or seasonal scale at the head of Urumqi River. The linear regression equations of δ^18O against temperature are δ^18O=-0.94T-12.38 and δ^18O=1.29T-13.05 under the two time scales, respectively. The relatively large δ^18O/temperature slopes show the strong sensitivity of δ^18O in precipitation to temperature variation at the head of Urumqi River. According to the analyses on the δ^18O in precipitation sampled at three stations with different altitudes along Urumqi River, altitude effect is notable in the drainage basin. The δ^18O/altitude gradients have distinct differences: the gradient from Urumqi to Yuejinqiao is merely -0.054‰/hm, but -0.192‰/hm from Yuejinqiao to Daxigou, almost increasing by 2.6 times over the former. No altitude effect is found in surface firn the east branch of Glacier No. 1 at the head of Urumqi River, showing that precipitation in the glacier is from the cloud cluster with the same condensation level. Influenced by strong ablation and evaporation, the δ^18O in surface firn increases with increasing altitude sometimes. Survey has found that the δ^18O in meltwater at the terminus of Glacier No. 1 and in stream water at Total Control have the similar change trend with the former all smaller than the latter, which displays the different runoff recharges, and all mirror the regime of temperature in the same term basicallv.     

冰芯中含硫有机物——MSA的研究

冰芯中MSA含量具有季节性变化规律, 夏季出现峰值, 冬季为低值. 一定地区MSA高含量和海冰扩展存在相关关系, 有的地区MSA含量还与ENSO事件有一定相关性. MSA/ nssSO₄^2-比值对温度和来源区域都有很好的指示意义. 在一定的条件下冰芯中的MSA可以发生迁移和再定位, 由此也对利用冰芯MSA含量反演当时大气气溶胶中成分含量的准确性提出了质疑. 总结了近几年来冰芯研究中的MSA和_nssSO₄^2-, 特别是极地冰芯MSA的研究进展, 并对利用MSA来研究全球变化的前景进行了预测和展望.     

青藏高原南部枪勇错冰前湖泊沉积记录的近千年来冰川与气候变化

以钻取自青藏高原南部大枪勇错冰前湖中的1．06m湖芯为研究对象,对沉积物样品进行了粒度、磁化率、元素含量、碳酸盐和总有机碳含量等多项指标的分析测定;在明确了沉积物来源的基础上,分析讨论了各指标变化的影响因素及其具体气候环境指示意义;结合沉积序列放射性同位素定年结果,对湖芯中各指标进行了综合对比分析,恢复了青藏高原南部枪勇错地区近千年来的冰川与气候变化。结果表明：1．06m沉积序列年代跨度为自公元11世纪前后至今的逾千年时间;沉积物主要来源于枪勇冰川融水对冰川上部沉降粉尘颗粒的携带,而沉积物的粒度、磁化率及各组分含量与区域气候条件下枪勇冰川融化强度有密切关系;自公元11世纪至今,青藏高原南部地区环境温度总体呈现波动中逐渐升高的趋势,枪勇冰川随之逐渐融化退缩。具体来说,公元11世纪初,该地区环境温度较低,枪勇冰川融化较弱;公元11世纪中叶至13世纪初,该地区气候温暖,枪勇冰川融化较强;公元14世纪开始至18世纪中叶,该地区进入小冰期,枪勇冰川融化强度显著降低;自公元18世纪中后叶至今,该地区环境温度急剧升高,枪勇冰川呈加剧融化退缩趋势。     

1949年以前青藏高原探险和科学考察活动概况

本文收集整理了1949年以前对青藏高原区域的主要探险和考察活动。青藏高原的探险和考察主要可划分为4个阶段：① 古代主要是与国内外宗教活动相关的附带零星记录;② 晚清时期主要是西方人以科学名义的初步科学考察;③ 1912—1949年中外联合科学考察; ④ 1912—1949年中国学者主导的较系统科学考察。清代以前对青藏高原的考察,以地理现象描述、资料收集、单学科考察和研究为主,1912—1949年科学考察已过渡到采用简易科学仪器进行地理要素的测量、对某一专题（如植物）的局部区域有了比较深入的研究。1912—1949年中国学者从配合西方科学家开展联合科学考察发展到政府组织国内学者对青藏高原地理、地貌、地质和气象气候、植物等的考察和研究,中国学者的一些成果也开始走向国际,扩大了国内外对青藏高原的认识。     

古里雅冰芯近2000年来气候环境变化记录

古里雅冰芯高分辨率地连续记录了近2000年来的气候环境变化。以δ¹⁸O和冰川积累量为指标的气候变化记录的重建表明，温度的波动频率大于降水波动频率，但每次干湿变化中的幅度却又大于温度变化幅度。同时，可以明显看出降水变化滞后温度变化的特征。以Na^＋，Mg^2＋，Cl^-，SO^2-₄等阴、阳离子为指标的大气成分和环境变化记录的重建，揭示了青藏高原地区大气成分和环境变化与气候变化的密切关系。