中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态

小冰期水热配置模态在中国南北方存在明显差异,敏感响应于气候变化的高山湖泊在小冰期阶段水热变化模式仍缺乏研究。选取中国中部两个高山湖泊——太白山玉皇池与六盘山东海子的沉积物岩心为研究对象,基于总有机碳(TOC)、总有机氮(TN),碳氮比(C/N)等地球化学指标,并结合已发表的水文数据,重建了东海子和玉皇池近2 ka来的水热变化模态。结果显示:近2 ka气候变化主要受太阳辐射影响,在900 AD之前,两个湖泊区域气候同为冷湿,中世纪暖期(900—1300 AD)转为暖干;在小冰期(1300—1800 AD)时期水热组合不同,东海子降水与温度呈同步下降趋势,主要受控于东亚夏季风,而处于东海子东南方向的玉皇池表现为降水的持续增加,可能受加强的印度季风和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的共同影响。

太阳冬眠,地球将进入30年小冰期,人类如何应对?

太阳黑子是太阳表面光球层上发生的一种太阳活动,也是所有的太阳活动中,最容易被观察到的一种现象。与此同时,太阳黑子相较于其他太阳活动而言,也是十分频繁的。一位德国天文学家在1843年研究得出,太阳黑子的活动周期大约是11.2年一次。

祁连山西段小冰期以来的冰川变化研究

根据航空摄影相片、地形图、遥感影像数据 ,分析了祁连山西段自小冰期至 1990年的冰川变化 ,得出该地区在小冰期至 195 6年间冰川面积减小幅度为 16 9% ,冰川储量减少了 14 1% ;195 6—1990年间冰川仍以退缩为主 ,此时段冰川面积和储量减小量占 195 6年时相应量的 10 .3%和 9.3% .分析认为冰川退缩主要与 195 6— 196 6年时段气温偏高、降水偏少有关 ,而且该流域区对应于 195 6— 196 6年间强负物质平衡的冰川退缩可能出现于 196 0年代中期至 1970年代中期 .

普若岗日冰原及其小冰期以来的冰川变化

普若岗日是藏北高原最大的由数个冰帽型冰川组合成的大冰原 .冰川覆盖面积 42 2 5 8km2 ,冰储量为 5 2 5 15 3km3 .冰川雪线海拔 5 6 2 0～ 5 86 0m .冰原呈辐射状向周围微切割的宽浅山谷溢出 5 0多条长短不等的冰舌 ,最大的可伸至山麓地带 ,形成宽尾状冰舌 .在一些下伸较低的冰舌段 ,形成有许多冰塔林 ,以雄伟壮观的连座冰塔林和雏形冰塔林为主 .在东南部一些冰舌段雏形冰塔林的上部 ,分布着奇特的新月型雪冰丘和链状排列有序的雪冰丘 .小冰期以来 ,普若岗日的冰川呈退缩趋势 .环绕冰舌分布的冰碛序列 ,在北部和东南部普遍可区分出 3道 .对比研究认为 ,分别属于小冰期 3次寒冷期冰进的遗迹 .而西部小冰期冰川作用的范围较小 .按小冰期最盛时的规模量测当时的冰川面积 ,和现在相比该时段内冰川面积减少了 2 4 2 0km2 ,当时冰川面积比现在大 5 7% .由此引起的冰川资源的减少为 3 6 5 83km3 ,相当于 36 5 83× 10 8m3 的水量 .在普若岗日西侧 ,小冰期后期至 2 0世纪 70年代 ,冰川退缩了 2 0m ;70年代至 90年代末 ,冰川退缩了 40～ 5 0m ;平均 1 5～ 1 9m·a-1;1999年 9月至2 0 0 0年 10月 ,退缩 4～ 5m .明显反映出逐渐加剧的变化趋势 .和其它地区相比较 ,普若岗日冰原变化比较小 。

中国小冰期的气候

在建立了近百年中国10个区的年平均气温序列的基础上，利用史料、冰芯δ18O及树木年轮，重建了各区近400～1000年的10年平均气温序列。分析表明，近千年来中国可能有5次冷期分别出现于1100’s～1150’s，1300’s～1390’s，1450’s～1510’s，1560’s～1690’s及1790’S～1890’S。第4次冷期主要在中国大陆中部最明显，而第5次冷期在中国南部较强。新疆、东北及闽台气温变化与中国其它部分特别是南部及西南有一定差异。如果把最后两次冷期作为中国小冰期的两次主要寒冷阶段，其30年平均气温可能比20世纪中期中国最暖的30年（1920’S～1940’S）低0．6～0．11℃。

青藏高原苟鲁错湖泊沉积记录的小冰期气候变化

文章对在青藏高原腹地可可西里地区的苟鲁错封闭湖盆中心部位获取深 1m的湖底沉积岩芯进行13 7Cs,2 10 Pb测年和高分辨率的碳酸盐含量、地球化学等方面的分析。结果表明 :该湖泊沉积记录揭示出青藏高原腹地在近 10 0 0年时间尺度上气候变化的模式呈冷湿和温 (暖 )干组合为主。该岩芯覆盖了过去近 10 0 0年左右的时间尺度 ,其碳酸盐含量、元素地球化学的变化对中世纪暖期和小冰期的 3次冷期和期间的多次暖期都有明显反映。从苟鲁错沉积记录来看 ,中世纪暖期的盛期处于公元 10 6 0～ 114 0年 ;小冰期第 1次冷期在公元 114 0～ 1340年 ,但在12 5 0～ 12 90年存在 1次暖波动 ;第 2次冷期在公元 15 10～ 16 80年 ,但在 15 80～ 15 90年和 16 10年左右存在暖波动 ;第3次冷期在公元 1790～ 190 0年 ;暖期主要在公元 1340～ 15 10年和 16 80～ 1790年间 ,但在公元 14 0 0年、14 10年左右和14 4 0～ 14 80年间以及 1710～ 174 0年存在冷波动 ;2 0世纪暖期和全球记录相一致。该湖泊记录与古里雅冰芯记录和祁连山树轮记录以及我国东部气候历史记录都有较好的可对比性 ,只是在起迄年代上还存在一些差异有待深入研究。

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。

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δ^18O数据建立三峡库区1250～1750A．D．时段分辨率约为1a的δ^18O记录。分析显示石笋δ^18O值在1280A．D．开始迅速偏重，在1300A．D．附近偏到近500a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1400～1650A．D．时段石笋δ^18O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δ^18O序列具有显著树轮△14^C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。

我国小冰期盛期的气候环境

小冰期是距今最近的全球性冷气候事件,是至今研究历史时期气候与人类活动关系的重点时期,它曾对世界和我国的社会经济产生了重要影响. 本文根据我国近年来历史文献、冰芯、树轮、湖芯和石笋的高分辨率研究成果,结合部分国外的结果,对小冰期从高纬、高山地区向中纬、低海拔地区的发展过程,17世纪小冰期盛期大范围普遍的降温、降水变化和空间分布与季风的关系进行了讨论. 该成果和气候模拟的结果可进行检验,为全球增温背景上可能出现的冷波动提供历史相似型.

小冰期气候的研究进展

小冰期是近2ka来的一个重要气候事件,又是目前全球变暖的背景事件,已成为古气候和古环境研究的热点。对此,科学工作者已经做了大量的研究。本文广泛综合前人研究的成果,介绍了小冰期的概况,认为1450—1890年是小冰期的时限,在此期间有三次冷期和两次暖期。冷期发生在1450—1510年、1560—1690年和1790—1890年,其中第二次冷期表现最甚;暖期发生在1510—1560年和1690—1790年。太阳活动和火山活动是小冰期气候变化的主要因素。并重点从冰芯、树轮、湖泊沉积、历史文献和沙漠地层等方面综述了近年来国内外对小冰期气候变化的研究现状。

中国西北干旱区小冰期的湿度变化特征

选取中国西北干旱区11条具有明确古湿度指示意义的气候记录,结合冰芯、地层沉积、湖泊沉积、树木年轮、河流阶地等各种研究资料和历史记载,研究中国西北干旱区小冰期的湿度变化。结果表明研究区小冰期(1400-1920AD)从整体而言处于相对湿润的阶段:区内高大山系降水处于较高时段——西昆仑山古里雅冰芯积累量增大,天山山间湖泊水位回升,祁连山敦德冰芯孢粉总浓度增加;而盆地内流系统水量也出现了相应的变化——塔里木盆地克里雅河和塔里木河流量增大,准噶尔盆地艾比湖水位上升,巴丹吉林沙漠地下水补给量上升,居延海入湖水量增大,湖面扩展,青海湖盆地降水增加,有效湿度增大,苏干湖水体盐度降低,入湖水量/蒸发量之比升高。同时,较高分辨率的湿度资料显示,研究区东—南边缘地带在小冰期内部存在次一级的干湿波动,两个湿度较高的时期出现在16世纪和18世纪,分别与小冰期内部的两个相对温暖时期有很好的对应。中国西北相对湿润的小冰期主要是西风带强度增加和位置南移造成该区域降水增多和全球性普遍降温导致有效湿度增大两个因素共同作用的结果,研究区边缘地带小冰期内部冷干暖湿的配置则主要体现了夏季风的影响。

内蒙古岱海地区小冰期气候演化特征的地球化学记录

通过对地处气候敏感带的岱海湖泊岩芯介形类壳体丰度、Sr/Ca和Mg/Ca摩尔比值,以及自生碳酸盐氧同位素组成等地球化学指标的综合分析,结合岩芯的岩性特征和210Pb、14C测年,重建了岱海小冰期以来气候环境演化过程,揭示小冰期前期本区以冷湿气候为主,在中后期,气候寒冷干旱,间有气候转温和的冷湿、温干气候。本区小冰期气温变化与华北其他地区具有一致性,但降水与气温组合状况复杂,反映了明显的区域特征,其原因可能是气候转型期经向环流加强,气旋活动加强所致。

新疆阿勒泰地区小冰期特征的树轮δ^(13)C记录

建立了新疆阿勒泰地区一个长约 45 0a的落叶松树轮碳同位素年表 .该年表一个最为明显的特点是 185 0年后年轮δ13 C显著降低 ,这是化石燃料燃烧和土地利用方式改变的缘故 .在 15 5 0— 185 0年期间 ,该年表经历了明显的距平“正负” (即暖冷 )变化 :17世纪年轮δ13 C值相对偏负 ,气温较低 ,18世纪年轮δ13 C值相对偏正 ,温度较高 .根据已有的树轮δ13 C温度系数 ,17世纪的温度相对偏低约0 6 7～ 2 46℃ .广泛的区域性对比表明 。

内蒙古岱海湖泊沉积记录的小冰期气候环境

通过对岱海深水区沉积柱样有机碳同位素、总有机碳 ,碳酸盐含量、频率磁化率等环境代用指标的分析 ,结合剖面的岩性特征和 2 1 0 Pb定年 ,初步探讨了岱海小冰期以来气候环境演化过程 ,结果表明 :在小冰期初期 740 - 540 a BP,以冷湿气候为主 ;在 540 - 4 80 a BP为寒冷干旱气候 ,可能为小冰期盛期 ;480 - 370 a BP,气候转温和 ,以凉偏湿气候为主 ;370 - 2 2 0 a BP,凉偏干气候为主 ;2 2 0 - 1 30 a BP,为小冰期末次冷波动 ,以冷干气候为主 ;1 30 a BP左右小冰期结束 ,其后进入现代有效降水略有增加的温偏湿气候 .本文环境代用指标揭示的小冰期前期的冷偏湿气候与同期的黄河中下游地区冷偏干气候不同 ,同时其揭示的最后两次冷期与根据冰芯、树轮、历史文献重建的十年平均温度确定的 1 4 50 's- 1 51 0 's、1 790 's- 1 890

小冰期气候变化主控因子的模拟试验

小冰期是距今最近,特征最明显的寒冷气候事件,对于研究世纪尺度气候变化具有重要意义. 过去的研究结果认为,太阳活动和火山活动的变化是小冰期气候变化的主要原因. 本文应用AGCM+SSiB模式分别试验了植被、太阳辐射和火山活动变化对小冰期温度、降水的影响,发现下垫面植被变化对小冰期温度变化影响的量级与太阳辐射和火山活动变化的作用相当,对降水的影响甚至超过太阳活动和火山活动变化的作用,说明对于世纪尺度的气候变化而言,下垫面植被的反馈作用不可忽略. 这对于深入理解小冰期气候变化的机理具有启迪作用,同时也为世纪尺度气候变化研究与气候情景预测提供了新的思路和方法.

气候系统模式FGOALS_gl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,低纬度地区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时期的降水变化主要位于中低纬地区,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。

中国热带的小冰期及其环境效应

中国热带小冰期的年代和阶段划分 ,前人至少有 6种不同意见。文中选取 87个冷冬年份的雪、霜、冻害的史籍资料 ,并按照灾害出现地点的 3个地带 (亚热带南部、热带北部、热带中部 ) ,认为小冰期为 1 485～ 1 897年 ,并可分出 3个寒期即 1 485～ 1 52 7年、1 60 6～ 1 767年、1 835～ 1 897年 ,其间为 2个冷期。 3个寒期从老到新越来越强。小冰期年均温比现今的降幅小于0 .6℃ ,但极端低温曾降至 - 1℃以下。小冰期的环境效应表现在降雪南界南移、灾害频发、农业歉收、生态退化。

小冰期气候变化研究新进展

利用冰芯、树轮、石笋、湖泊沉积和历史文献等多种代用资料进行小冰期的研究已取得了较大进展。研究表明: 小冰期是全球性的气候异常期,时间跨度约为500 a(1400-1900AD);小冰期气候变化的干(湿)／冷(暖)配置在全球存在区域性差异,其变化幅度、起讫和持续时间也因地而异。小冰期气候的形成,受到太阳、火山活动、大气环流,以及大气、海洋和陆地间相互作用的影响。综合分析小冰期在全球的时空分布特点和形成的可能原因,对小冰期研究中仍未解决的主要问题及今后研究的重点进行了展望。

东亚小冰期气候形成中太阳辐射和火山灰作用的敏感性试验

利用最新的太阳辐射变化资料和火山灰记录通过气候模式的模拟试验来探讨小冰期气候的形成因子 ,并揭示其动力学机制 .模拟结果较好地反映了在太阳辐射和火山灰作用下典型小冰期东亚地区的温度和降水变化 .主要结论是 :在小冰期典型强迫条件下 ,欧亚大陆年平均温度普遍降低 ,且具有明显的区域差异 ,高纬度降温幅度大于低纬度 ,冬季降温幅度大于夏季 .我国长江流域以北的广大地区的降温幅度在 0 .2 - 0 .4℃之间 .不同季风区对火山灰和太阳辐射变化具有不同的响应 .东南季风控制的地区 (如我国的华东、华南地区 )降水明显减少 ,年平均减少幅度在 0 .5 - 1.5mm/d之间 ,西风和西南季风控制的广大地区降水几乎持平或略增 ,最大年均增幅小于0 .5mm/d .

小冰期以来中国季风温冰川对全球变暖的响应

中国的季风温冰川主要分布在青藏高原东南部、冰川覆盖面积为 １３ ２０３．２ ｋｍ２，占我国冰川 总面积的２２．２％．由于这类冰川的特性、对气候变暖极为敏感自小冰期最盛时（１７世纪）以来，温冰 川区平均升温０．８℃，冰川面积减小相当现代面积的３０％，为３９２１．２ｋｍ２．预估中国季风湿冰川区 ２１００年的升温值２．１℃，届时冰川面积将减少７５％，达９９００ ｋｍ２左右，考虑到降水增加趋势等因 素，实际冰川退缩比例不大于８０％，但这已足以说明温冰川的大规模衰退．其后果将对当地水资源