玛珥湖与过去全球变化研究

古气候变化突变事件和气候周期的发现将过去全球变化研究推进到了高分辨率的新阶段。玛珥湖在形成和保存高分辨率气候环境记录方面具有独特的优势,玛珥湖研究所取得的重要成果也显示了在过去全球变化研究方面的巨大潜力。简要回顾了玛珥湖的研究历史,从纹层、年代学、多学科多指标综合研究等方面概括了国际玛珥湖沉积与环境研究的若干进展,并介绍了我国在玛珥湖研究方面的发展情况。     

Xlll届INQUA大会上的“全球变化”

“人类与全球变化”,是本届国际第四纪大会的主题。为了认识现在和预测未来的全球环境变化规律,必须加强对过去全球变化历史的研究;而第四纪,尤其是晚第四纪的沉积记录,正是研究过去全球变化最有价值的信息库,是本世纪末、下世纪初地球科学研究的重点之一。     

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。     

中原末次冰期间冰阶以来的古季风气候变迁

中原邙山黄土地层以巨厚的马兰黄土为特色。本文研究了末次冰期间冰阶以来邙山黄土－古土壤序列的粗颗粒含量和磁化率值曲线反映的冬夏季风变迁及其相互关系,发现在万年尺度上夏季风增强对应于冬季风减弱,冬季风增强对应于夏季风减弱,但在千年尺度上冬季风变化比夏季风强烈得多,而且末次间冰段开始时冬季风减弱明显早于夏季风增强。通过中原黄土记录与深海及冰芯Ｏ同位素记录的对比,发现短时间尺度气候变化阶段明显具有很大的区域性特征,它们不能简单地进行等时性全球对比,而应该通过各自独立的时间标尺来建立古气候变化的远距离联系。     

两千年来中国自然与人文地理环境变迁及启示

科学理解中国自然与人文地理环境变迁的历史逻辑、基本规律和发展趋势,有助于找准历史方位,确立国土空间开发保护格局优化方向,推进“美丽中国”建设与经济社会可持续发展。本文集成现有研究成果,梳理了两千年来中国自然与人文地理环境变迁过程,总结了主要要素的变迁特点,探讨了这些历史变迁对“美丽中国”建设的启示。研究表明,两千年来中国自然地理环境变化主要表现为气候的多尺度准周期波动、黄土高原破碎化、北方地区沙漠化土地扩张、河口三角洲海岸在泥沙沉积作用下逐步外移、黄河和长江中下游湖泊萎缩、森林和温带草原面积下降。人文地理环境变迁突出表现在人口增长和格局变化、经济中心向东南迁移、耕地向外围扩张、交通网络由道路网和运河网向立体化综合交通网转变。依据上述变化的历史逻辑,未来基本自然地理格局和地理界线仍将长期存在,长江和黄河中下游星罗棋布的湖泊水系已难再现,南粮北运成为历史,但森林覆盖率仍有较大提升空间,交通网络建设仍需进一步推进,同时还要加强沿海城市应对气候变化威胁的防控体系建设。     

铁杉中保留着过去的气候信息

趁铁杉还没有因为猛烈进犯的昆虫和气候变化而消失,研究人员希望科学家和在校生能够提供帮助,从这些美丽的常青树上采集年轮资料。"这有点像跟时间赛跑——我们不想失去这种有关过去气候变化和生态系统变化的天然信息库。"美国西弗吉尼亚大学树木年轮研究人员Amy Hessl说。Hessl是"铁杉遗产项目(HeLP)"的创办人之一。从某种程度上来讲,HeLP起源于Hessl的后院。多年来,Hessl听到过人们的谈论:生长于佐治亚州直至加拿大一带的东部铁杉正在因为一种吸食树液的昆虫而死亡,这种昆虫叫做铁杉球蚜(Adelgs tsugae)。自从1951     

中美巴印过去300年耕地时空变化的比较研究

本文利用长时间序列数据,对中、美、巴、印四国过去300 年耕地时空变化特征及驱动因素进行了比较分析。结果表明:①四国耕地总量在过去300 年均呈持续增长态势。中国和印度土地垦殖历史悠久,其中,中国在1700-1980s 耕地面积增加了68.21×10⁴ km²,印度在1700-2000 年增加了131.28×10⁴ km²,为中国的1.92 倍;美国和巴西虽然农业起步较晚,但发展迅猛,其中,美国在1700-1950 年的250 年间耕地面积增长了190.87×10⁴ km²,分别是中国、印度增量的2.80 倍和1.46 倍;巴西在1700-2000 年增加了64.57×10⁴ km²,其中近百年的增量为62.82×10⁴ km²,超过了同期其他三国的增加量。②从空间格局变化特征看,近300 年来,中国和印度均是在已有耕地分布格局的基础上向高原及山地丘陵地区扩展;而美国在“西进运动”的影响下,耕地大规模向中西部拓殖;巴西随着向北西部开发的推进,北部、西部地区的耕地急剧增加。③过去300 年推动四国土地垦殖发展最直接的驱动因素是国家政策,但就根本驱动因素而言,中国和印度是人口,而美国和巴西则是国家财政;在农技发展取向方面,中国和印度选择了精耕细作以提高土地生产率;而美国和巴西则选择了机械化以提高劳动生产率。     

耦合模式ICM模拟的近千年气候特征

利用中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心发展的气候模式(Integrated Climate Model,ICM)开展了近千年气候模拟试验,考察了模式对过去千年温度和大气涛动变化的模拟,并分析了全球季风百年到千年尺度的变化。结果表明:模式对百年尺度气候变率有较好的模拟能力,900~1200年北半球平均表面温度偏高,1500~1800年温度偏低,模拟的北半球、南半球平均表面温度都呈现出了19世纪至2000年的快速增暖。模式对大气涛动百年尺度变化的模拟与重建资料存在较大的不同。全球季风在850~1050年、1150~1200年和1300~1420加强,在1210~1300年和1600~1850年减弱。1875~2000年全球季风指数呈直线上升趋势。中世纪气候异常期(MWP)季风强度在全球大部分季风区域增加,小冰期(LIA)则相反。20世纪暖期(PWP)全球季风强度显著增加,其中赤道西太平洋增加超过1 mm/d。     

过去2000年的特征气候时段及其影响因素

清楚认识过去2 000年来特征气候时段的气候特性,对于了解现代气候状况及其变化趋势有重要意义。大量研究显示,过去2 000年来的特征气候时段可概括为相对寒冷的黑暗时代冷期(简称DACP,大体位于400—600AD)、相对温暖的中世纪暖期(简称MWP,大体位于900—1400AD)、相对寒冷的小冰期(简称LIA,大体位于1500—1850AD)和20世纪异常温暖期。DACP的起止时间等目前仍有争议;MWP的争议在于它的全球性以及温暖程度,特别是它是否暖过20世纪后期;LIA是继MWP之后的一个冷期,全球大部分区域都有记录,但不同区域LIA的起始时间和温度变化幅度各不相同;20世纪异常温暖期指的是20世纪初(1920s)以来的气候变暖,目前的争论主要集中于它的驱动机制和影响因素。一般认为,过去2 000年来特征气候时段的形成可能与太阳活动、火山爆发和人类活动、温室气体增多和海气相互作用等因素有关。其中工业化(1860s)以前长时间尺度的气候主要受太阳和火山活动等的影响,工业化后的气候与温室气体的增多有关。未来对过去2 000年气候的研究,需要提高代用资料指示年代和区域气候信息的准确性,增加高分辨率、高精度代用资料,扩展研究区域,关注气候变化的全面性,发展气候模型进一步了解气候变化的规律和机制。     

最近150000年中南半球的增温期

国际地圈-生物圈计划中由PAGES项目研究过去的全球变化,这个项目的主要依据是过去全球变化可以为将来伴随温室增温效应而来的全球变化提供有用的类似信息。在缺乏理解大气中具温室效应的气体通量变化对调节气候变化的机制的条件下,对于这种类似信息的运用存在着不同的看法。尽管如此,来自南极东方站(Vostok)冰芯的证据