Paleoclimatic implications of the spatial patterns of modern and LGM European land-snail shell δO

The oxygen isotopic composition of land-snail shells may provide insight into the source region and trajectory of precipitation. Last glacial maximum (LGM) gastropod shells were sampled from loess from Belgium to Serbia and modern land-snail shells both record δ¹⁸O values between 0‰ and − 5‰. There are significant differences in mean fossil shell δ¹⁸O between sites but not among genera at a single location. Therefore, we group δ¹⁸O values from different genera together to map the spatial distribution of δ¹⁸O in shell carbonate. Shell δ¹⁸O values reflect the spatial variation in the isotopic composition of precipitation and incorporate the snails' preferential sampling of precipitation during the warm season. Modern shell δ¹⁸O decreases in Europe along a N-S gradient from the North Sea inland toward the Alps. Modern observed data of isotopes in precipitation (GNIP) demonstrate a similar trend for low-altitude sites. LGM shell δ¹⁸O data show a different gradient with δ¹⁸O declining toward the ENE, implying a mid-Atlantic source due to increased sea ice and a possible southern displacement of the westerly jet stream. Balkan LGM samples show the influence of a Mediterranean source, with δ¹⁸O values decreasing northward.     

Decadal‐Scale Changes of the Ödenwinkelkees,Central Austria,Suggest Increasing Control of Topography and Evolution Towards Steady State

Small mountain glaciers have short mass balance response times to climate change and are consequently very important for short‐term contributions to sea level. However, a distinct research and knowledge gap exists between (1) wider regional studies that produce overview patterns and trends in glacier changes, and (2) in situ local scale studies that emphasise spatial heterogeneity and complexity in glacier responses to climate. This study of a small glacier in central Austria presents a spatiotemporally detailed analysis of changes in glacier geometry and changes in glaciological behaviour. It integrates geomorphological surveys, historical maps, aerial photographs, airborne LiDAR data, ground‐based differential global positioning surveys and Ground Penetrating Radar surveys to produce three‐dimensional glacier geometry at 13 time increments spanning from 1850 to 2013. Glacier length, area and volume parameters all generally showed reductions with time. The glacier equilibrium line altitude increased by 90 m between 1850 and 2008. Calculations of the mean bed shear stress rapidly approaching less than 100 kPA, of the volume–area ratio fast approaching 1.458, and comparison of the geometric reconstructions with a 1D theoretical model could together be interpreted to suggest evolution of the glacier geometry towards steady state. If the present linear trend in declining ice volume continues, then the Ödenwinkelkees will disappear by the year 2040, but we conceptualise that non‐linear effects of bed overdeepenings on ice dynamics, of supraglacial debris cover on the surface energy balance, and of local topographically driven controls, namely wind‐redistributed snow deposition, avalanching and solar shading, will become proportionally more important factors in the glacier net balance.     

欧亚大陆中北部末次盛冰期以来的湖泊水位变化及其古气候指示意义

湖泊水位高低通常能有效地指示湖盆内湿润条件的变化,进而反映区域有效降水（降水—蒸发）变化,成为重建第四纪古气候演变的重要指标之一。通过对苏联和蒙古国古湖泊数据库以及中国晚第四纪古湖泊数据库中149个湖泊水位变化资料的梳理总结,探讨了末次盛冰期（18 cal. ka BP）以来该地区干湿变化规律及区域分异。根据研究区气候特征、地理位置及已有研究成果将其分为东欧湖泊区、中东亚干旱区和中国北方季风区三大湖区。根据不同水位记录在整个湖泊历史中出现的频率,采用3级重新分类区分出高、中、低3级水量,并把每个湖泊数字化的3级古水量表示成与现代的差值,得到每个湖泊样点每千年时间间隔内相对现代的5级水量变化（很湿润、湿润、无变化、干旱和很干旱）。结果表明,三大湖区末次盛冰期以来可能经历了不同的干湿变化过程：东欧地区湖泊水量记录在晚冰期之前较少,至全新世逐渐增多,且基本表现为早全新世干旱、中晚全新世相对湿润的状况。中东亚干旱区整体呈现出末次盛冰期至中全新世均较湿润而晚全新世干旱的气候状况,但区域内部不同湖泊在起讫时间和强度上存在显著差异。中国北方季风区的湿润期主要发生在早中全新世,但是不同湖泊有所不同。对比分析显示,早全新世时东欧地区东部气候随着斯堪的那维亚冰流的逐渐消退而逐渐变湿润,中全新世由于夏季北欧反气旋东翼的气旋气流增强而达到最湿润状态,西部地区早全新世由于强劲的西伯利亚热高压存在而整体偏干旱,中全新世由于夏季亚洲季风的渗透而转为湿润。中东亚干旱区冰期内的湿润条件可能主要与西风带降水及低温低蒸发有关,而全新世则可能主要与夏季风深入内陆导致降水增加有关。中国北方季风区全新世湿度变化可能主要受东亚季风控制。     

第四次国际古气候模拟比较计划（PMIP4）概况与评述

古气候模拟比较计划（PMIP）是古气候数值模拟领域一项重大的国际合作研究计划,其主旨是为古气候模拟和模拟结果评估提供一个协调机制,理解过去气候变化的物理机制和气候反馈的重要作用,为未来气候预估提供科学依据。同时,通过对比分析验证模式的模拟性能,探索其不确定性,促进耦合气候系统模式的发展。PMIP目前进行到第四阶段（PMIP4)。PMIP4进一步加强了与第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的协作,选取了5组共同关注的PMIP4-CMIP6古气候模拟试验（中全新世、末次盛冰期、过去千年、末次间冰期和上新世暖期),考察气候系统对不同气候背景的综合响应。除此以外,PMIP4还设计了众多敏感性试验研究不同外强迫因子的影响。PMIP4模拟试验不仅为古气候研究提供大量的模拟数据,还将服务于CMIP6及其他众多模式比较计划。     

中国现代冰川平衡线分布特征与末次冰期平衡线下降值研究

青藏高原及周边山地拥有地球上最高大且最广阔的高山高原,是除两极外最大的现代冰川作用中心,这也使得中国成为中低纬度地区现代冰川最发育的国家之一. 现代冰川平衡线分布具有纬度地带性特征,在青藏高原上还呈不对称的环状. 根据相关研究资料估算,中国末次冰期最盛期时的冰川面积约为50×10⁴ km²,是现代的8.4倍. 基于平衡线处年降水量和夏季平均气温（6-8月）之间的相关关系重建的中国西部（105° E以西）末次冰期最盛期时的平衡线分布图与现代的相似. 在青藏高原内部与西北部,平衡线下降值在500 m以内,小的仅为200~300 m;在青藏高原东南边缘下降值约800 m,最大可达1 000~1 200 m. 天山与阿尔泰山平衡线下降值均在500 m左右. 中国东部（105° E以东）没有发育现代冰川,仅有数处中高山地,如贺兰山、太白山、长白山与台湾山地保存有确切的末次冰期冰川地形,末次冰期最盛期时的平衡线下降800~900 m,大于青藏高原、天山与阿尔泰山地区的下降值. 根据中国东部末次冰期的平衡线分布图以及相关的古气候与古环境研究资料,海拔2 000 m以下的中低山地在第四纪期间任何一次冰川作用中都不具备冰川发育所需的地势条件.     

近20年来中国古河道研究进展

近20年来,我国在嫩江大安古河道、莱州湾南岸平原古河道、长江南京以下段古河道及古深槽、海底古河道等区域的研究,获得了大量研究成果,深化了理论认识,拓展了应用领域。这些新成果与新认识进一步表明,中国各外流大河均有末次盛冰期埋藏古河道,该期古河流深切于末次冰期间冰阶的陆地及浅海大陆架,形成切割谷和谷底部的深槽,谷内堆积了末次盛冰期和早全新世的河流相滞留物质和粗颗粒物质,上部被中全新世海相、海陆交互相或陆相细粒物质覆盖,构成了埋深约20~50 m的浅埋古河道带。古河道中蕴藏着比较丰富的地下淡水,是洪冲积平原及浅海陆架地区的重要水源。     

近50年来北极斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化特征

利用长时间序列的冰川物质平衡资料,详细分析了北极斯瓦尔巴地区冰川的物质平衡变化特征以及气候因子对物质平衡的影响。结果表明：近50年来斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化主要呈负平衡、零平衡/略微增长两种状态。冰川净平衡一般为负值,年际变化波动幅度较大且呈负平衡趋势,累积物质平衡表现出长期稳定的负平衡增长态势。除Kongsvegen冰川外,其他冰川不存在短期内的平衡波动。季节变化表现为夏季消融、冬季积累,且夏季消融比冬季积累波动更大,冰川净平衡与夏季消融保持同步变化趋势。冰川净平衡与平衡线高度（ELA）呈负相关（平均相关系数为-0.89）,与积累区面积比率（AAR）呈正相关（平均相关系数为0.84）,该地区大多数冰川AAR减小,说明冰川物质补给处于劣势,冰川物质平衡向负平衡发展。夏季气温升高是斯瓦尔巴地区冰川表面物质加速亏损的直接原因。     

青藏高原东北部共和盆地风成沉积地球化学特征及其揭示的气候变化

通过对共和盆地东部风成沉积的地球化学分析,并结合14C和OSL年代,重建了区域末次盛冰期以来气候变化过程。21 ka BP之前气候寒冷偏湿,21～15.82 ka BP为末次盛冰期(LastGlacial Maximum,LGM),气候极为寒冷干燥;15.82～9.5 ka BP气候转暖且偏干,其中14.5～13.6ka BP和11.9～9.5 ka BP气候明显冷干,分别为老仙女木时期(Oldest Dryas,OD)和新仙女木时期(Younger Dryas,YD),而15.82～14.5 ka BP和13.6～11.9 ka BP(BФlling-AllerФd暖期,B/A)相对温暖;9.5～7.2 ka BP暖湿程度明显提高,7.2～5.1 ka BP气候波动频繁,相对冷干和相对暖湿多次更替。5.1～2.7 ka BP暖湿程度基本稳定,之后气候趋于寒冷但湿度明显较大。这些气候变化过程与青藏高原大量的古气候信息记录具有良好的一致性,表明共和盆地气候变化与青藏高原气候变化的高度一致性。