全球过去千年典型暖期温度空间格局重建

利用过去两千年全球变化研究网络(PAGES 2k network)最新公布的501条代用记录,重建了全球过去千年全年平均温度空间格局的演化特征,对比分析了中世纪暖期及其最暖100年与20世纪现代暖期、中世纪暖期和小冰期最暖30年与20世纪最近30年的年平均温度空间模态异同.结果显示,在世纪尺度上,现代暖期与历史上中世纪暖期的温度异常空间格局大致相同,变化幅度也在大部分区域相当,但从年代际尺度上,最近30年的升温比过去千年中世纪暖期和小冰期两个典型时期都明显.值得一提的是北大西洋中高纬度海温变化与上述特征并不相同,在年代际和世纪尺度上小冰期和中世纪暖期海温均高于20世纪.可能原因是大西洋经圈翻转环流在中世纪暖期、小冰期和20世纪现代暖期等3个特征时段对太阳辐射、火山活动和温室气体等外强迫的响应不同.     

小冰期丝绸之路地区气候变化与战争关系的定量分析

丝绸之路地跨中国、中亚与中东地区,历史上这几个区域也是气候敏感区域。然而,在现有的研究中,较少对这三大区域的气候变化与战争发生的特征进行分析和比较,特别是缺少相关的定量分析。因此,本文收集了公元1400～1800年北半球的气候重建数据和中国、中亚与中东这3个区域的历史战争资料,通过皮尔逊相关分析、偏相关分析、回归分析和格兰杰因果分析等定量方法分析和比较了这3个地区的"气候-战争"关系。结果表明:中国和中亚地区在气候变冷时期,有更多的战争爆发;中东地区由于纬度低而受气候变冷的影响小,但温度上升带来的干旱往往对应于更多战争。3个地区的不同定量结果反映了在以农牧业经济为主的传统社会背景下,丝绸之路所经地区不同的气候冲击与社会响应,提醒我们更加注意不同区域的气候敏感性。此外,本文的结果进一步体现了当代气候暖化可能带来的潜在威胁,为更好地理解、解决世界范围内的气候安全问题提供历史定量依据。     

中国小冰期气候研究综述

通过对小冰期研究文献进行综述,并对已发表的小冰期温度和降水数据进行综合对比分析,探讨小冰期时期中国气候特征的区域性.结果表明,小冰期在中国地区不同区域代用指标记录中均存在,但是小冰期的起讫及持续时间具有区域差异性,温湿配置也不尽相同.小冰期的起始时间主要呈现出由西向东推移的趋势,即青藏高原最早,华北地区次之而东部地区最晚.温湿配置的差异主要体现在东部季风区小冰期时期总体上是冷干的气候环境,而西部地区气候变化则呈现冷湿的气候特征.     

一个气候系统模式对小冰期外强迫变化的平衡态响应

本文利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室发展的气候系统模式FGOALS_gl, 通过设定小冰期的太阳辐射变化, 模拟了小冰期的气候平衡态, 讨论了小冰期气候变化的机理。数值试验结果表明, 由太阳辐照度变化和火山活动共同作用造成的太阳辐射减少是小冰期气候的重要成因, 模拟的小冰期表层气温变化分布与重建资料在全球大多数地区较为一致。就全球平均情况而言, 小冰期的年平均气温较之1860年偏冷0.15℃, 较之20世纪平均情况偏冷0.6℃左右。小冰期温度变化存在显著的地域和季节特征, 表现为北半球降温幅度大于南半球, 高纬地区降温幅度大于低纬地区, 夏季的降温幅度大于冬季。东亚地区小冰期温度较之1860年和20世纪分别偏冷0.3℃和0.6℃。小冰期的降水异常中心位于低纬地区, 主要表现为赤道中东太平洋降水负异常和赤道中西太平洋降水正异常, 以及位于热带印度洋的降水偶极子型。除欧洲和北美外, 全球其他地区陆地降水均减少。东亚地区小冰期夏季降水的变化最为显著, 较之1860年, 华北、 东北地区降水增加, 而长江流域以南降水则减少; 较之20世纪, 东部降水异常表现出华北地区偏多、长江流域偏少、华南地区偏多的“三极型” 分布特征。     

唐朝末年以来广西柳州干湿变化及人类活动演变

中世纪暖期和小冰期是近2 000年气候变化中重要的气候事件,厘清其在低纬度地区干湿变化特征及其对古代农业发展及人口增长的影响,具有重要的意义。通过对广西柳州岩溶洞穴中一60 cm岩芯进行孢粉、炭屑分析发现,研究区的气候、稻作农业从唐末以来先后经历了6个阶段演化：1）875―940 a A.D.,C/P值及花粉记录指示：研究区气候整体偏干,水稻种植减少;2）940―1 050 a A.D.,C/P值及花粉记录指示：夏季风增强,水稻种植稍增长,人口增加;3）1 050―1 140 a A.D.,C/P值及花粉记录指示：夏季风减弱,稻作农业及人口较前期有所增长;4）1 140―1370 a A.D.,C/P值及莎草科花粉含量指示：研究区当时气候处于“中世纪暖期”温暖湿润期,稻作农业面积扩大,人口增加;5）1 370―1 900 a A.D.,C/P值及莎草科花粉含量指示：“小冰期”气候变干,水稻种植及人口逐渐减少;6）1 900―2 009 a A.D.气候变暖湿,水稻种植扩大,人口迅速增长。进一步对研究区气候事件与稻作农业及人口关系研究发现：历史时期气候事件与水稻种植、人口具有耦合关系,即中世纪暖期,气候暖湿,水稻种植扩大,人口增殖;小冰期,气候冷干,水稻种植萎缩,人口锐减。在非原地沉积时,莎草科和C/P 对水分反映敏感,可以用来指示气候干湿变化。     

郭德冰芯中微粒含量与沙尘暴及气候的关系

在郭德冰芯不同粒径（〉２．０μｍ,２．０～２．５μｍ,〉５．０４μｍ）的微粒数据处理基础上,进行了微粒的变化特征以及微粒所揭示的气候信息分析,并将其与小冰期以来的气候变化记录进行了对比。结果表明,微粒含量变化与极地微粒研究所得的结论基本一致,即微粒含量高地,气候多为冷干;微粒含量低时,气候多为暖湿,微粒变化异常这一规律时,多为尘暴发生之时,微粒含量的多少与当地的大风强度,地菜,尘暴的规模,频率和强     

小冰期福建海岸沙丘的沉积环境

选取福建东南沿海典型海岸沙丘——东海沙丘,运用GPR（Ground Penetrating Radar）技术探测海岸沙丘内部构造,辅助天然剖面和人工探槽观测,进行系统的年代采样与OSL（Optically Stimulated Luminescence）测年,并选择物理意义明确的粒度参数作为主要环境代用指标,获得了亚热带季风区砂质海岸带典型海岸沙丘的沉积年代和沉积结构。结果表明：（1）东海沙丘是由若干灌丛沙丘组成的横向沙丘,0～6 m主要是～0.45 ka BP以来形成的海岸风成沙丘,可以划分为～0.45 ka BP和0.22～0.12 ka BP两个阶段。（2）东海沙丘沉积过程是多因素共同作用的结果,冷干的气候环境是沙丘发育的适宜条件,入境台风频率增加可能加快了风沙的沉积过程。对比历史文献资料发现,气候异常期往往与社会动荡期、重要历史事件相对应。     

气候系统模式FGOALS_gI模拟的小冰期气候

利用1650～1750年逐年变化的太阳辐照度等外强迫资料,驱动中国科学院大气物理研究所LASG发展的快速气候系统模式FGOALS_gl,模拟了小冰期(LIA)气候.把模拟的LIA表面温度变化与重建资料进行对比,结果表明FGOALS_gl对LIA气候具有较强的模拟能力,说明太阳辐照度的自然变化是导致小冰期气候的重要成因.模拟结果显示,LIA时期纬向平均温度变化表现为整个对流层降温,低纬度地Ⅸ的降温中心位于对流层中层,北半球降温幅度大于南半球,高纬地区的降温幅度大于低纬地区.分析发现,中高纬地区的局地温度变化主要与环流异常相对应的冷暖平流有关;低纬地区的降温主要与赤道东风加强有关,东风增强通过增大蒸发和引起次表层冷海水上翻而令表层温度降低.LIA时期的降水变化丰要位于中低纬地区,表现为日界线东(西)侧降水的负(正)异常.与降水异常相对应.Walker环流加强,东太平洋对流活动减弱,它与低纬地区对流层中层冷异常相联系.与大气层顶净短波辐射异常的季节变化相对应,南、北半球夏季平均表面温度异常较之冬季低0.28℃左右.     

高分辨率石笋记录的三峡库区小冰期气候变化

基于重庆水鸣洞石笋(NSM03)7个230Th年代数据和438个δ18O数据建立三峡库区1250~1750 A.D.时段分辨率约为1 a的δ18O记录。分析显示石笋δ18O值在1280 A.D.开始迅速偏重,在1300 A.D.附近偏到近500 a来最重,显示季风迅速减弱,库区进入小冰期。石笋记录显示小冰期存在明显的年代际尺度干湿波动,特别是在1400~1650 A.D.时段石笋δ18O值高频振荡,显示季风降水处于频繁波动期。功率谱分析显示石笋δ18O序列具有显著树轮Δ14C周期和ENSO准周期,揭示太阳活动是小冰期主要驱动因素,同时受到海气耦合作用影响。     

全球小冰期的气候变化

根据全球小冰期气候信息的不同代用指标的结果分析,全球小冰期冷、暖气候变化趋势具有一致性.其中,太阳活动是影响全球小冰期气候变化的主要因素,强火山爆发及厄尔尼诺事件则是其强化因素,这些因素通过海-气作用这一复杂机制对全球气候产生深远影响.