倒数第二次冰期气候快速变化的一个例证:会宁黄土的气候不稳定性记录

目前,PAGES研究的重大发现是气候系统存在较强的不稳定性.但公开报道的气候不稳定性记录仅局限于末次间冰期以来的时段.对此阶段之前的研究尚不多见.这使得人们提出这样的问题:倒数第二次冰期气候稳定性如何?本文通过甘肃会宁高分辨率黄土记录来回答这个问题.     

青藏高原东部RM孔碳酸盐氧同位素揭示的末次间冰期气候特征

最近,格陵兰冰芯研究揭示的气候不稳定性被作为过去全球变化研究的重大进展。GRIP氧同位素研究首先提出,相当于深海氧同位素地层5e亚段的暖期气候(Eemian)存在着两次明显的冷事件,这一发现后来被欧洲湖泊记录所证实。但是GISP2未发现Eemian暖期气候有明显波动,Kelgwin等对大西洋沉积记录的研究也得出与此相似的结论。因此,一些研究者对Eemian暖期内部存在气候突变的观点表示怀疑。最近作者对青藏高原东部RM孔湖泊记录研究结果,发现末次间冰期5e亚段存在两次冷事件,支持了GRIP研究者的观点,同时证实了此种气候不稳定性也存在于中国的青藏高原这一事实。     

新疆伊犁地区末次冰期气候的不稳定性

常年受西风控制的新疆伊犁地区厚约２０ ｍ的黄土剖面中记录有丰富的末次冰期气候变化信息．剖面粒度分析表明,与极地和北大西洋地区类似,末次冰期该区气候具有高度不稳定性．与寒冷的Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件相对应,伊犁地区黄土沉积中小于１０μｍ颗粒含量减少,表明西风风力增强;而相对温暖的间冰阶,小于１０ μｍ颗粒含量增加,标志着西风风力减弱．由此可见,末次冰期气候的不稳定性可能具有全球意义．     

青藏高原冰芯高分辨率气候环境记录研究进展

青藏高原冰川高分辨率连续记录了过去气候环境变化信息.通过多种代用指标的分析可以重建气候变化历史.稳定同位素是冰芯记录的重要指标之一,通过青藏高原现代降水同位素过程的研究明确了大气降水中稳定同位素与气温的关系,奠定了青藏高原冰芯古气候学研究的理论基础.通过青藏高原不同地区冰芯稳定同位素记录研究,恢复了末次间冰期以来不同时间尺度的气候演化历史,冰川积累量变化揭示了过去降水量的变化过程;青藏高原冰芯中也保存了一系列的近代人类活动记录.此外,从青藏高原冰芯记录中提取了冰芯微生物种群及数量变化的信息,有助于进一步解释过去气候环境变化,获得了冰芯中古气候环境变化研究的新指标.     

冰期气候突变的高低纬同步性

<正>一项最新发表在Science上的研究表明^[1],北极格陵兰岛冰芯记录的末次冰期中发生的气候突变事件与中低纬度的气候变化是同时发生的.由于积雪年复一年的堆积,地球两极的格陵兰岛和南极大陆形成了厚厚的冰盖.冰盖中不同冰层间的微小气泡,保留了当时大气的水分子和其他粒子,为我们了解地质历史时期的地球古气候和古环境提供了独一无二的记录载体.例如,气泡中的化学成分可以记录过去的温室气体(比如二氧化碳)的水平,而火山灰或沙尘则暗示着强大的火山喷发或显著的全球干旱.它们像古生物化石,     

南极冰雪圈与全球变化研究--冰盖与全球气候环境记录

南极冰雪圈作为地球系统的最大冷源主导着全球水汽环流的变化.处于大气环流沉降区的南极大陆,以其巨厚的冰盖,保存着详细的过去全球气候环境变化的记录.通过对南极冰盖冰雪气候环境记录代用指标、南极冰盖气候环境区域分异与冰盖地球化学分带和冰芯的综合研究,目前已揭示了过去80万年来的气候环境变化记录.这些成果将为未来气候环境变化的预测提供依据.本文介绍了南极冰盖在全球气候环境记录研究中的前沿领域和主要成果.     

末次冰消期冰融水事件与气候突变

末次冰消期, 巨量的冰盖从大陆和海面上消融, 导致全球平均海平面上升120~140 m. 从地质记录中至少识别出3次规模巨大的冰盖快速融化和冰融水倾泻事件, 按照发生时间先后, 分别被命名为19 ka-MWP, MWP-1A和MWP-1B事件, 其中备受关注的MWP-1A事件发生在~14.2~13.7 ka BP. 然而, 对MWP-1A事件的确切发生时间和冰融水的来源问题争议很大, 传统理论认为北大西洋淡水注入事件会引发温盐环流强度减弱, 甚至完全关闭, 因此争论的焦点在于建立合理的冰融水事件与气候突变的相互关系. 本文中总结了各类地质记录与模拟结果, 发现重大的冰融水事件并没有导致气候的大幅度变冷, 重要的气候反转期与大规模的冰融水倾泻事件之间并不一定存在因果关系. 末次冰消期的冰融水事件只是微弱地影响了大洋温盐环流的强度, 未来的研究需要重新评价淡水对气候系统的反馈作用.     

中国南沙群岛滨珊瑚δ18O的高分辨率气候记录

利用海温和气温计重建了南沙群岛永暑礁海区近50年和季分辨率的温度变化,将南沙群岛永暑礁器测的气候资料延长了40年.发现珊瑚δ¹⁸O与气温之间存在气温升高1℃, δ¹⁸O降低0.24%的对应关系.     

东海内陆架泥质沉积记录的全新世快速气候波动

以东海内陆架泥质区中部MZ02孔岩芯沉积物为材料,挑选底栖有孔虫单种Ammonia compressiuscula进行了壳体氧碳稳定同位素和镁钙比值分析,并结合沉积物粒度、磁化率和地球化学等古环境替代指标,讨论了MZ02孔沉积记录所反映的若干气候和海洋环境变化,识别出发生在8.4,7.2和6.2 ka BP的3次千年事件,其中最为显著的是发生在8.4 ka BP的降温事件.本研究揭示的中全新世大暖期内气候波动特征,与相邻陆地的季风记录、热带太平洋的古海洋记录相一致,具有百年尺度的太阳活动周期,其中以200 a周期最为显著,推测太阳活动可能是研究区全新世快速气候变化的主要原因之一.     

历史气候记录示例

雨雪分寸是一种对一地雨雪状况进行量测和评估的天气气候档案记载,由清代的各地方官员负责观测和记录,并以奏折形式向皇帝呈报,现存于中国历史档案馆,是研究我国历史气候变化的主要资料之一。内容主要包括:每次降雨之后的雨水渗入土壤深度记录或降雪之后的积雪厚度记录;一个时段(如一旬、一月等)降水状况的总体记述;     

黄土中全氧化铁与气候指标的定量关系

已有的研究工作证明黄土中全氧化铁含量是所有不同状态铁的指标中反映气候变化较好的一个指标,250万年来的全氧化铁记录序列,与深海氧同位素气候曲线具有细节可比性,并揭示出一些陆地气候演化与大洋气候演化不同的特点.但迄今为止,还没有赋予全氧化铁以定量的气候意义.本研究试图通过测定黄土高原不同地点现代表层黄土的全氧化铁含     

中中新世气候适宜期环境变化:来自中国西南部湖泊沉积地球化学的证据

正中中新世气候适宜期(ca.15~17Ma)是新生代气候变冷背景下的一次短期气候温暖事件.由于缺乏陆相记录,目前对于该事件的研究多来自于海洋钻孔.本文对云南东南部的文山盆地湖相地层开展了高分辨率的古地磁定年(剖面厚约270 m)和地球化学研究(剖面厚约400 m).古地磁结果显示文山剖面上段约145 m为负极性,下段约125 m为正极性.参考邻近区域中新世湖相地层的沉积速率特征,我们推测这270 m厚的剖面沉积时间跨度至     

气候转换函数中孢粉因子的气候敏感性分析

以神农架大九湖地区的地表和地层孢粉样本为例,采用经验正交函数(EOF)、多元回归和逐步回归方法对转换函数中孢粉因子对温度的敏感性进行了分析,讨论了孢粉因子的选取方法,并与其他相关研究工作进行了比较.结果表明,孢粉样本中乔本高等植物的孢粉含量较大,但对气候的敏感性相对较低、对气候环境的演变、特别是气候突变的响应较迟缓.而低等植物草本(蕨类)孢粉对温度变化的敏感性相对较高,对气候环境的突变响应迅速,能够较显著地同步记录气候变化过程中的极端事件.不同区域的孢粉样本所反映出的气候敏感性,在转换函数中的最优组合是不同的.逐步回归方法可以获得最大复相关系数和选出对气候环境变化最为敏感的孢粉因子及其组合,仍是建立孢粉气候因子转换函数的最有效方法之一.     

研究气候的全球计划

近年来,气候问题成了边缘学科的问题。因此研究气侯的全球计划具有特殊的意义,它将用各国的现代科学条件来实现。气候,在人们的生括中起了巨大的作用,一方面,几乎所有的经济部门在发展时要考虑气候的特点;另一方面,人们的许多活动形式受它的影响。地质学、考古学、历史学的资料证实了在我们这颗行星上,过去所发生的气候的根本变化;目前气候还在变化着。旱灾和水灾的频繁发生;地球上不同地区出现的严冬或暖冬;大气中由人类所产生的二氧化碳     

气候预测研究方兴未艾

<正>当代气候研究有两个最为重要的目标,一是理解气候是如何发生异常变化并提前进行科学有效的未来一个月或数月以及一年或数年的预测,以达到预防和减轻灾害损失;二是理解气候系统如何在人类活动和自然因素影响下发生长期改变(如,全球变暖问题)并进行科学有效的预估和展望,以便使得人类可以更好地适应气候变化和科学恰当地进行气候干预,这是气候变化的长期预测.国际上气候变化研究的主要科学计划都围绕着这个方面展开,前者     

中更新世气候转型:特征、机制和展望

中更新世转型(mid-Pleistocene transition,MPT)的特征、机理及其影响一直是古气候研究的热点问题之一.通过综合分析全球代表性的地质记录,揭示出海洋和陆地气候变化在中更新世(距今~1.2至~0.7 Ma)多表现为从准4万年到准10万年的主导周期转型,但低纬地区水文气候的周期变化不显著.数值模拟研究表明,地球轨道参数变动引起的太阳辐射变化可能是冰期-间冰期气候旋回的根本驱动,而下垫面和大气CO2浓度变化的反馈机制则触发了中更新世气候周期转型并放大冰期-间冰期的波动.因此,MPT是地球气候系统内外部多个因素共同作用的结果.未来研究一方面应加强中低纬地区水文循环变化研究,关注中更新世气候转型影响的区域差异;另一方面通过整合气候重建和模拟结果,辨析区域气候变化响应差异的主要诱因.     

末次冰盛期以来我国气候环境变化及人类适应

该项目以末次冰盛期以来我国气候环境变化及人类适应为主攻目标,通过多种高精度地质-生物记录的研究,在全球温度变化对季风的影响、全球增温与我国干旱-半干旱区环境、自然和人为因素在环境变化中的作用等方面取得一批新进展.这些成果不仅涉及轨道和亚轨道尺度的亚洲季风动力学、生态系统对气候变化的响应机理和大气温室气体浓度变化的控制因素等古气候学基础前沿问题,而且对气候变化影响评估具参考价值.     

柴达木盆地苏干湖年纹层岩芯摇蚊记录的过去1000年干旱区湿度变化及其意义

利用柴达木盆地苏干湖具有年纹层的沉积岩芯, 以摇蚊亚化石分析恢复了研究区近千年来10年分辨率的湿度演变历史. 研究表明, 苏干湖岩芯中的摇蚊亚化石主要由高咸水属种Psectrocladius barbimanus-type和Orthocladius/Cricotopus与低咸水属种Procladius和Psectrocladius sordidellus-type组成, 依据其相对丰度的变化, 结合摇蚊-盐度转换函数重建的盐度波动, 区域过去1000年湿度变化可划分为3个阶段: 990~1550 AD为气候整体干旱期、1550~1840 AD为气候整体湿润期、1840~2000 AD为全球变暖下的气候再次干旱期. 高分辨率的记录还发现, 在年代际到百年尺度上, 存在1200~1230 AD干旱背景下的湿润阶段和1590~1700 AD湿润小冰期内部的干旱阶段; 就气候变率而言, 湿润小冰期时段摇蚊种群组合及重建的盐度变化幅度增大, 频率加快, 指示出小冰期气候的不稳定性特征. 该记录得到西风环流影响区的其他古湿度资料支持. 苏干湖高分辨率摇蚊记录的湿润小冰期气候与中国东部季风区降水变化存在明显的差异, 表明中国内陆干旱区和东部季风区湿度变化即使在近1000年来也存在相位差.     

1743年华北夏季极端高温: 相对温暖气候背景下的历史炎夏事件研究

根据中国历史气候记载和新近在欧洲发现的北京早期器测气象资料, 研究1743年夏季华北高温极端气候事件, 指出这是中国最近0.7 ka来最严重的炎夏事件, 高温区域广及北京、天津、河北、山西、山东. 1743年7月北京的日最高气温高达44.4℃, 超过了20世纪的极端气候记录. 指出1743年的天气气候特征如旱涝分布、梅雨特点以及相应的太阳活动、海温场等外部因子条件, 发现这些特征均与现代1942和1999年华北炎夏事件相同. 该事件出现在气候相对温暖的背景下, 是工业革命之前(CO₂较低排放水平时)出现的极端高温实例.     

新生代巨大天体撞击作用的气候效应模拟

对发生于白垩纪/第三纪(K/T)(距今65 Ma)的天体撞击作用已进行过气候模拟.模拟研究表明,这次撞击事件确能引起全球气温下降到零度以下,持续时间可达1a.而最近对古生物的研究表明,短暂的寒冷气候和全球黑暗并不能导致恐龙等生物灭绝,恶劣的气候可能须持续近10年之久才可能使这些生物大规模灭绝,这说明需要对原先的模拟结果进行修正;其次,发生在新生代、有确凿证据的巨大撞击事件有6次,除白垩纪/第三纪(65 Ma)和