冰川学开拓与气候环境变化研究的回顾

人生征途中,大学生活数年是很重要的甚至关键性的一个环节,在基础学识的成长,独立能力的形成,以至人生观的树立中都有重要作用.我于1919年出生于江苏海门市农家,仰仗父母异常勤劳刻苦支持上学,有幸于1937年考入杭州国立浙江大学,适值抗日战争开始,随校转移内迁(其中有8个月不在校),1940年初到达贵州遵义,尽管物质生产极其艰苦,但在杰出的科学家、教育家竺可桢校长领导下,以《求是》为校训,依靠一批好教授,培养成勤奋、朴实、自由、民主、努力向上的好学风.我所在史地系在系主任人文地理学家张其昀教授组织下,汇集了一流学者包括地质学家叶良辅、气象学家涂长望、地貌学家任美锷、自然地理学家黄秉维、历史地理学家谭其骧等,每人开设二、三门以上课程,并由学生自愿选择为导师,指导学生撰写毕业论文.我选请叶良辅先生为导师,三年级结束时已将规定的学分课程读完,四年级得全力进行论文准备,对遵义附近地形,做了3个月实地调查,每有发现就向叶先生报告和讨论,特别高兴的是发现和证实一处河流劫夺和一处削平构造的古侵蚀面,写成6万字的论文,甚得叶师赞赏,经学校上报教育部得奖,论文主要内容以遵义附近之地形为名发表^[1].     

80年代以来中国冰川学和第四纪冰川研究的新进展

本文纵论自１９７８年改革开发以来中国冰川学与第四纪冰川研究的巨大进展，其中包括：南极冰盖研究，青藏高原冰芯研究，喀剌昆仓山，喜马拉雅山等山区冰湖溃决洪水，泥石流及牧区雪害考察，天山冰川站的重建与重要进展。冰川编目，冰川融水资源，季节雪分布变化和水径流研究，区域冰川考察与总结，中国东部第四纪冰川与环境新认识，中国西部第四纪部冰川研究的深化和争论，中国冰冻圈与全球变化等九个方面，参考文献近８０篇。     

青藏高原甜水海盆地MIS 3阶段湖泊沉积与环境变化

青藏高原西北部甜水海盆地地处内陆干旱区和喀喇昆仑山的东侧雨影区,气候环境极端干旱。但多次考察结果揭示晚更新世时期存在着大湖和高湖面的地质证据。为了探讨该地区过去气候与环境的演变历史,在甜水海盆地(海拔4840m)进行钻探采得沉积岩芯56.32m(TS95),通过对沉积岩芯其中一段的粒度、生物、同位素及地球化学多指标综合分析,探讨了MIS3时期甜水海地区气候环境演化过程。沉积岩芯显示沉积物岩性变化频繁,记录着湖面多次波动、沉积环境多变的演化过程,分别在59～56kaB.P.,49～47kaB.P.,45～41kaB.P.,35.5～34.0kaB.P.和28～25kaB.P.期间存在高湖面和湖水稀释。在其多环境指标的记录中,Heinrich事件和D-O旋回均有反映,揭示了全球变化信号在研究区的响应。同时,不同高湖面阶段内部环境波动也较明显,差别较大,其产生原因也各有不同,归结为3种情况:1)由于气候变暖导致冰雪融水补给增加而产生的高湖面;2)由于冷湿气候导致的高湖面;和3)由于暖湿气候导致的高湖面。本研究揭示出了MIS3时期气候频繁波动的特征和气候的不稳定性。     

长江三角洲城市带扩展对区域温度变化的影响

利用DMSP/OLS 夜间灯光数据、土地利用统计数据和气象站常规观测资料, 结合NOAA/AVHRR、MODIS 反演的月地表温度数据, 定量考察了长江三角洲城市群热岛增温效应对区域温度气候趋势的贡献, 结果表明: ① 1992-2003 年长江三角洲城市化经历了一个快速的空间扩展过程, 宁镇扬、苏锡常、上海大城市区、杭州湾4 个城市群构成了一个“之” 字形城市带, 城市群之间出现城市化连片趋势, 城市带区域内1961-2005 年年平均气温增温 速率为0.28~0.44 ^oC/10a, 显著高于非城市带区域。② 城市热岛效应对区域平均温度的影响以夏秋季最强, 春季次之, 冬季最弱。③ 长江三角洲城市带热岛强度和城市总人口对数呈线性正相关关系。④ 城市带增温效应使得区域的年平均气温在1961-2005 年间增加了0.072 ^oC, 其中1991-2005 年间增温幅度为0.047 ^oC; 年最高气温升高了0.162 ^oC, 其中1991-2005 年间 增温幅度为0.083 ^oC, 表明1991-2005 年间长江三角洲城市带的空间扩展正在改变区域温度变化趋势, 且这种增温趋势显著。     

40～30ka B.P.中国暖湿气候和海侵的特征与成因探讨

40～30kaB.P.相当于末次冰期(75～10kaB.P.)中的大间冰阶或海洋氧同位素第3阶段的晚期(MIS3a),已有测年记录的冰芯、湖泊沉积、孢粉与古生物、黄土与沙漠地区古土壤、石灰岩洞穴中石笋、古河道沉积、滨海地区海相沉积等7种记录指示我国各区域的湿润程度即降水量高于现代,青藏高原和西北地区尤为显著.西部和华南地区的温度明显高于现代,但较多的孢粉研究者认为东北、华北和长江流域的温度略低于现代.降水量的增加对内陆水系的合并和外流的黄河和长江流域等产生重大影响.渤海西侧、长江三角洲南北与珠江三角洲南部出现重大海侵,当时海平面高度仅低于现代海平面8～10m.当时暖湿气候与海侵的主要动力是岁差周期导致的中、低纬度太阳高辐射所提供的热力促使冰盖消融萎缩,海洋扩涨,青藏高原热低压增强,吸引季风降水,中、低纬度区海洋加热蒸发,增强夏季风与西风环流的水汽含量导致我国全境暖湿.高分辨率的西昆仑山古里雅冰芯记录和南京汤山洞穴石笋记录表明气候有许多百年级高频振荡波动,不是稳定暖湿,要作更深入研究才能说明其表现和影响.     

山地冰川与湖泊萎缩所指示的亚洲中部气候干暖化趋势与未来展望

天山北坡乌鲁木齐河1号冰川与土尤克苏冰川物质平衡观察表示80年代比以前出现大的亏损。青海湖与伊赛克湖在近百年一直处于萎缩状态。从小冰期最盛时以来,乌鲁木齐河谷中冰川面积已缩去44％。上述及其他冰川与湖泊变化证据清楚地指示本世纪气候干暖化趋势增强了,并可能延续到下世纪初。但如由于CO_2及其他痕量气体增加所致的温室效应使下世纪重现全新世早、中期那样的高温,则亚洲中部有可能转为潮湿。     

杰出的冰川与寒区水文学家——杨针娘研究员

在原冰川冻土研究所年过60岁的退休学者中,我非常敬佩杨针娘研究员强烈敬业、坚持不懈、克服困难的创新研究精神.她独立撰著的《中国冰川水资源》(1991)并领头和他人合作的《中国寒区水文》(2000)、《冰川水文学》(2001)3本专著和70余篇中、英文论文,奠定了中国冰川与寒区水文学的基础.     

全球变暖对长江洪水的可能影响及其前景预测

要长江流域近150a间发生的1870、1931、1935、1954与1998年特大洪水灾害损失严重;长江洪水是我国的心腹之患.1990年以来,长江大洪水高频发生,达6次.长江洪水的发生,除湖泊蓄洪功能减弱等因素外,与全球变暖有关.20世纪90年代为近千年中全球最暖的年代,水循环加快,长江中下游夏季降水量为近120a最多的十年,高出1961-1990平均值112mm;而降雨集中和大暴雨降水事件的增加是洪水增加的主要原因.区域气候模式模拟在CO₂倍增时,长江流域温度升高2.2℃,夏季降水增加10%-20%,气溶胶的增加可能使此值降低一些.考虑气候变暖可能促进潜在蒸发增加9%-15%的假定情景,计算在降水增加10%,蒸发增加9%条件下,最大洪峰流量在大通站将会达到8.4×10⁴ m³/s左右,己超过1998年洪峰流量;汉口站7.9×10⁴ m³/s,超过有记录以来所有的洪峰流量;而在宜昌站高达6.94×10⁴ m³/s,超过自有实测记录以来的除1896年和1981年以外所有的洪峰流量.假定情景的最高值出现在降水增加20%,蒸发增加15%时,大通站流量将达到9.45×10⁴ m³/s,超过该站近百年最大值,1954年的9.26×10⁴ m³/s;宜昌站将出现7.82×10⁴ m³/s流量,超过1882年以来所有实测记录值,但比1870年据洪痕推算的10.5×10⁴ m³/s仍有逊色.未来气候若继续变暖,降水量增加将给长江洪水防御带来巨大的压力.但上述估算是粗糙的,有一定的不确定性,需在以后的研究中进一步改进.     

青藏高原末次冰期最盛时的冰川与环境

在１６－３２ｋａＢｐ的末次冰期最盛时，青藏高原较现代降温７℃左右，降水为现代的０３－７０％。极地型冰川广泛分布，高原内部平衡线较下降值减至５００－３００ｍ以内，高原东部，南缘及西缘可能以亚极地型冰川为主，并有小部分温冰川，平衡线下降８００ｍ以至１００－１２００ｍ。初步统计，包括周围高山在内冰川面积在３５×１０＾４ｋｍ＾２左右，为现代冰川的７．５倍，冰储量相当于全海平面变化２４．２ｃｍ。其时，多年冻     

天山乌鲁木齐河流域雨量器对比观测降水实验成果分析

水文站和气象站的降水观测资料是制作等雨量线图和计算流域平均降水量的基础,因此单站(点)降水观测资料的精度直接影响径流模型、水分循环、水量平衡和水资源计算的结果。由于风对雨、雪进入雨量器的干扰(动力损失)、雨量器承水器和储水瓶(筒)内壁对部分降水的吸附(湿润损失)和降水停止到观