中国科学院院士施雅风谈“冰臼”与“壶穴”

广东不具备形成古冰川的气候条件 ,因此不可能有“冰臼”存在 ;通过理论研究和实地考察 ,认为庐山不存在第四纪冰川 ;科学也必须打假 ,近年来有关广东“冰臼”的报道是失实的 ,利用“冰臼”论发展旅游业是一种误导行为 ,应消除由此所产生的不良社会影响 ;新闻报道应尊重事实 ,注重深入调查研究 ,类似“冰臼”

全球变化与地理科学

全球变化与地理科学施雅风（中国科学院）进入本世纪以来，由于自然和人为的影响，地理面貌不断地产生变化。具有几十亿年历史的地球，从太古代、无古代、古生代、中生代、新生代直到现在，都在不断地变化。但现在讲全球变化有了新的涵义：变化速度比原来快得多。首先，我...

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

由于全球显著变暖和水循环加快 ,使得中国西北主要是新疆地区于 1 987年气候发生突然变化 ,随着温度上升 ,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加 ,内陆湖泊水位显著上升 ,洪水灾害也迅猛增加 ,同时 ,植被有所改善 ,沙尘暴日数锐减 ,从而改变了 1 9世纪末期至 2 0世纪 70年代的变暖变干趋势。以降水量增加超过蒸发量增加所导致的径流量增长及湖泊水位上升作为气候向暖湿转型的主要标准 ,西北地区目前的气候变化可分为 3个区域 ,即 1 )显著转型区 ;2 )轻度转型区 ;3)未转型区。作者初步认为 ,西北气候向暖湿转型可能是世纪性的 ,预期西北东部在 2 1世纪上半期也会向暖湿转变 ,但预测有较大的不确定性。

1840年以来长江大洪水演变与气候变化关系初探

长江洪水灾害是我国频率高、为患严重的自然灾害之一.本文依据可靠资料,选择1840年至2000年间32次大洪水记录,探讨其演变与气候变化的关系.认知1910s前的19世纪冷期出现大洪水13次(包括1870年的极值大洪水事件)频率为1.9次／10a.1921-2000年间出现了大洪水19次,频率为2.4次／10a.20世纪暖期又分出两个变暖时段,前一变暖时段的峰值期1920s-1940s出现大洪水9次,包含1931年全流域大洪水.后一变暖时段,即1980s与1990s出现大洪水8次.实测记录到的最大洪水1954年位于前一变暖时段结束阶段.1990s是全球,也是我国近百年中最暖年代,受东南季风影响大的中下游地区夏季降水量是近百年最多的,大暴雨频率也是有较多记录的40年来最高的.以此出现了10年5次大洪水高频率现象,包含1998年全流域型大洪水,表明了全球变暖的显著影响.也指示30-40年问周期性振荡中多雨年代.如此可预期21世纪初期降水会有小幅度下降与大洪水频率在短期内降低的可能性.长江上游受西南季风影响较大,19世纪下半期与20世纪上半期为多降水期,大洪水频率较高.20世纪下半期为少降水期,大洪水频率较低.关于气候变化研究有待深入,前景不易预估.

40-30kaBP青藏高原及邻区高温大降水事件的特征、影响及原因探讨

40 - 30kaBP相当于末次冰期大间冰阶或海洋氧同位素MIS3晚期 .青藏高原在岁差周期夏季高太阳辐射作用下 ,据古里雅冰芯与若干孢粉记录指示温度比现在高 2 - 4℃ ,高原及邻区众多大湖的高湖面记录指示大范围降水丰沛 .应用Kutzbach水能平衡方程推算了封闭湖泊流域 (青海湖、扎布耶 /拉果错、阿克塞钦 /甜水海 )年平均降水可达 6 4 0mm ,5 6 0mm ,2 6 0mm ,分别是现代降水的 1.7倍 ,3倍 ,5倍 .高原及邻区包括祁连山以北和云南部分区域在内的大降水对水系河流产生了重大影响 .高原内部河湖串联 ,水系合并 ;如色林错、班戈错、纳木错串联为高原上最大的内陆水系 ;若尔盖古湖外流并入黄河水系 ;长江上游大水在三峡束狭形成强烈旋涡掏蚀成低于海平面的深槽 ,形成了深槽中、底部的砂砾沉积 .这次高温大降水事件是由高太阳辐射导致的由青藏高原高温热低压加强、热带洋面增暖蒸发强烈、南半球越赤道气流增强共同作用而形成的高原特强夏季风 ,同时极地冰盖迫使西风带南移也可能加强了对高原尤其是西部的降水 .H3事件(2 7kaBP)促进了高温大降水事件的结束 ,H4事件 (35 .5kaBP)则可能短期萎缩了夏季风 ,使高温大降水事件呈现不稳定性特点 .

晚新生代青藏高原的隆升与东亚环境变化

青藏地区在第三纪青藏地区经过二次隆升与夷平的旋回，在２５ＭａＢＰ～１７ＭａＢＰ高原面隆升达到２０００ｍ左右高度，和当时大陆与海洋环境耦合，激发了亚洲季风，替代了先前的行星风系，导致第三纪中期我国环境大变化。此后高原面夷平降低，夏季风减弱，３．４Ｍａ以来高原整体快速隆起，２．５ＭａＢＰ开始中国北部黄土堆积。０．８ＭａＢＰ～０．５ＭａＢＰ高原面上升至３０００ｍ～３５００ｍ左右。与地球轨道转型导致的降温耦合，进入冰冻圈。冰川面积超过５０００００ｋｍ２，我国中东部降水为现代２倍～３倍，西部已很干旱。高原积雪形成强大的冷源，沙漠、黄土面积扩大。１５０ｋａ以来，４处连续记录显示了晚更新世以来青藏地区新构造上升与气候环境变化及其特点。

西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨

全球大幅度变暖 ,水循环加快 ,增强降水和蒸发 .中国西北部从 19世纪小冰期结束以来 10 0a左右处于波动性变暖变干过程中 .1987年起新疆以天山西部为主地区 ,出现了气候转向暖湿的强劲信号 ,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加 ,导致湖泊水位显著上升、洪水灾害猛烈增加、植被改善、沙尘暴减少 .新疆其他地区以及祁连山中西段的降水和径流也有增加趋势 .这样气候转型前景如何 ,是仅为年代际波动还是可发展为世纪性趋势 ,是只限于天山西部还是可能扩及整个西北以至华北 .从引用现有区域气候模式预测 ,对径流变化模式预测和相似古气候情景的讨论 ,认为转向暖湿的趋势可以肯定 ,但目前尚不能确切预测转型扩大在时间上与空间上变化的速度和程度 .

青藏高原中东部最大冰期时代高度与气候环境探讨

本文应用不同来源的各种资料，经逐步综合推导，认为最大冰期出现时间相当于深海氧同位素１８－１６阶段（０．７２－０．５２ＭａＢＰ），当时青藏高原低于现代１０００ｍ左右。高原中、东部唐古拉山、阿尼玛卿山、果洛山与稻城海子山４个山区的冰川面积达４００００ｋｍ２，为现代冰川面积的１８倍，平衡线高度为３４５０－Ｍ２５０ｍ，６－８月平均温度为２．３－３．４℃，年降水量为１２６０－１９６０ｍｍ，是现代平衡线上降水量的１．８－３．２倍。

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３０％～７０％。极地型冰川广泛分布，高原内部平衡线较现代下降值减至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１０００～１２００ｍ。初步统计，包括周围高山在内冰川面积在３５×１０４ｋｍ２左右，为现代冰川的７．５倍，冰储量相当于全球海平面变化２４．２ｃｍ。其时，多年冻土分布范围亦大为发展，面积达２２０×１０４ｋｍ２。海拔较低处季风降水量影响强烈的湖泊出现低水位或接近于干枯，海拔较高处季风影响微弱的高原中西部湖泊呈现低于间冰段、高于冰后期的次高水位，湖水含盐量普遍增加，柴达木出现多层石盐沉积。荒漠草原扩大，占领了高原大部分地面。

近30a青藏高原气候与冰川变化中的两种特殊现象

近30a全球强烈变暖,水循环加快,冰川也加剧退缩。青藏高原以其特殊的地理位置与下垫面,既对全球变暖有正常的反应,也出现了异常特殊现象。这种特殊现象已发现两处:1)青藏高原北部偏西冰芯记录降温0．6℃,相应的冰川退缩微弱,融水径流降低;2)青藏高原东南部以岗日嘎布山区为代表,出现较多的冰川前进,可能指示降水量有较大的增加。上述事实指示气候变化与冰川响应的复杂性。

长江中游田家镇深槽的特征及其泄洪影响

长江中游田家镇附近江面最狭处仅650m,江底最深处低于黄海基准面以下-90m,是长江干流河床突出的最低所在,距离长江口900km。通过实地地质地貌调查揭示田家镇深槽形成及其对洪水的渲泄有何影响。根据地质、水文、地形和直接考察资料,卡口深槽段长8km,系长江自NW-SE斜切过一排强烈褶曲的三叠系厚层石灰岩山地而成,3个临江石灰岩小山所成矶头导致江流方向变化与流速加速,以至形成多处涡流,向江底侵蚀,而褶皱的石灰岩抗拒侵蚀、溶蚀能力很低,因而导致远低于海平面深槽的形成,估计卡口深槽是从中更新世红色风化壳发育的和缓起伏的地面上叠置下来,已有以10万年年计的长远历史。近数十年多次实测资料比较,侵蚀淤积有小量变化,但河床基本稳定。对正常的中、枯水位江流运行没有影响,但对超过50000￣60000m3/s洪水的排泄则有明显的壅阻作用。

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～ 1 0kaB .P .)中的大间冰阶或海洋氧同位素第 3阶段的晚期 (MIS 3a) ,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～ 1 0m。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。

青藏高原的末次冰期与最大冰期——对M.Kuhle的大冰盖假设的否定

M.Kuhle把青藏高原外缘山地的山麓泥石洪流堆积误认为冰碛,推算出高原上末次冰期雪线普遍比今降低1100-1500m,已低于高原平均高度,以此推断在青藏高原形成了统一大冰盖。本文根据中国学者大量的研究事实和确凿的冰川作用遗迹,重建冰期雪线分布高度,提出了“分散的山地冰川”的观点,并从古气候学和高原构造隆升等方面分析了原因,以此论证了“大冰盖说”的主观性。

中低纬度MIS 3b(54～44 ka BP)冷期与冰川前进

MIS 3b冷期在古里雅冰芯记录表现为 5 4～ 44kaBP比现代温度低 5℃的冷期 ,与MIS 3c (早期 )和MIS 3a (晚期 )温度高出现代 3℃和 4℃情况迥然相反 ,而和以 2 3ka的岁差周期 (precessionalcycle)所导致的日射变化一致 ,在 6 5°N～ 6 0°S间有重大作用 .初步检阅现代有测年资料的末次冰期冰川前进文献 ,发现MIS 3b冷期导致的山地冰川前进分布在亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲 12个地区 2 3个地点 .当时降水较多与冷期降温抑制消融相结合 ,使冰川伸展范围都超过气候严寒而干燥的MIS 2期内通常所说 2 5～ 15kaBP末次冰盛期 (LGM)的冰川规模 .若干种新的测年方法包括改进的光释光 (OSL)法、红外释光 (IRSC)法、宇宙成因3 He、10 Be、2 6Al和3 6Cl测年、U系法、连同原应用的14 C法、热释光 (TL)法、ESR法和径迹法 (fissiontrackmethod)有助于末次冰期多次冰川前进时间的确定 ,但某些数据也存在不确定性 .虽然古里雅冰芯记录明确了MIS 3b冷期的重要性 ,但我国西部山区对该期冰川前进的定年研究还很少 ,亟应加强工作 。

长江中游武汉—九江河段河道卡口及其阻洪可能效应探讨

探讨了长江中游武汉九江河段河道卡口的地质地貌方面特征,并通过对历史水文数据的分析研究了中游河道卡口对洪水的阻碍作用。并以田家镇卡口为典型案例,利用研究河段的水文资料,分析了中游河道卡口对洪水排泄的阻碍作用;如若实施田家镇扩卡,将对中游的防洪是有利的,而且会大大减轻中游特别是武汉的防洪压力,但有可能对下游河势的稳定、河床演变等造成影响,并可能造成其它环境影响,尚需进一步研究。当前全球变暖、水循环加剧、长江中游降水增多,长江中下游将面临更大防洪压力,通过长江中下游扩卡增泄,以适应当前全球变暖的影响。

40～30kaBP中国特殊暖湿气候与环境的发现与研究过程的回顾

40~30 ka BP在过去被认为是末次冰期的间冰阶,温度稍高,但仍在冰期内.20世纪90年代西昆仑山古里雅冰芯记录研究首次指出,当时气温可能高出现代4℃,即为以前所不知的间冰期.追踪同期湖泊沉积,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,滨海地区海相沉积等多种记录,集成研究表明,当时青藏高原与西北干旱区有许多淡水大湖,降水量远比现代丰沛,导致外流水系扩大,如青海境内的黄河上游水系形成.暖湿的气候条下,森林分布区向北向西大范围扩展,华南热带喜湿热的陆均松(Dacrydiumsp.)北界移至22°~24°N,表明当时热带气温高于现代2℃左右,降水量也有较大增加.长江下游石笋资料和北方半干旱、半湿润区的植物、古土壤、河道沉积资料均表示降水增加,森林覆盖度大.由于冰川和极地冰盖萎缩,海平面上升,给合若干地区地面沉降,海河下游、长江三角洲和珠江三角洲均出现相当规模的海侵.上述涉及全中国的特殊暖湿环境的形成与地球轨道运行岁差周期变化导致中低纬度日射增强,致使温度升高,季风区与西风带降水量都有显著增加关系密切,而植被改善又对温度和湿度有正反馈作用.

中国中纬度地带气候暖干化对水资源的影响

中纬度中国,主要指35°N至50°N之间的半湿润至干旱荒漠地带,占中国面积的60％以上,自上世纪末小冰期结束以来,具有鲜明的波动性的增暖和变干趋势,特别是60年代以来更为剧烈。在其影响下,冰川与湖泊萎缩,地表径流减少,地下水位下降,水质恶化,干旱频率和旱灾的严重性都在增加。 在全球变暖的大趋势下,干旱化在近期可能还会继续。但如CO_2及其它微量气体的温室效应导致下世纪升温2℃或更多.重现全新世暖期情景,则中纬度中国会变得湿润起来。而在气候剧变的过渡时期,水旱灾害会进一步增加。

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年改革开放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，喀喇昆仑山，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、季节雪分布变化和融水径流研究，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。

长江中游西部地区洪水灾害的历史演变——人文因素与当前趋势

探讨了近3000年来长江中游西部洪水灾害发展的人文因素。古代(3 000-700 a B P)人口较少,多择地势高的岗地居住,只有少数沿江城市需要堤防保护;长江干流洪水可多处分道散流,所携带泥沙导致云梦泽解体消亡。自宋代开始,低地筑垸围湖,与水争地,但九穴十三口畅通,洪水灾害不严重。明代(700-450 a B P)几乎完全堵塞了荆江北流的穴口,荆北大堤联成一体,但堤防薄弱,出现过30次决口成灾。清代以来,随着人口激增,与水争地矛盾加剧,堤防加高培厚,使荆江河道洪水位大幅度上升,溃堤和溃坝洪水灾害较明代成倍出现。同时,历代的“舍南保北”政策迫使长江干流大洪水中过半水量与泥沙向南泄入洞庭湖,曾使洞庭湖面积扩至6 000 km2,以后洞庭湖迅速淤积萎缩。1949至1985年间,人口又一次迅速增长,进一步加强围湖垦殖,大量通江湖泊面积萎缩。除1954和1998年那样人所共知的严重洪水灾害外,内涝渍水灾害也非常严重,人类与洪水的矛盾达到了顶点。改革开放后,尤其是三峡大坝的修建,极大地改变了长江中游的水文情势,工业化与城市化的迅猛发展,农村人口压力减轻,而21世纪初期降水相对较少,因此当前相当一段时间长江中游洪水灾害大为缓和。应抓住时机,总结经验,在人地和谐的现代水科学技术理念指导下,制定21世纪前半期,特别是2020年前的长江水利和水资源发展规划,促使人与洪水和谐共处。