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  • 2019年, 39卷, 第04期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 弱的早更新世间冰期东亚夏季风——来自黄土高原古土壤层中酸溶相元素的证据
    孟先强, 刘连文, 季峻峰
    2019, 39(04): 789-802.
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    在过去的暖期,东亚夏季风的强弱变化受到广泛关注,例如暖的早更新世间冰期时期(1.6～2.6 Ma)。本文利用黄土高原洛川和赵家川剖面古土壤层中酸溶相元素的分布及其比值去重建早更新世间冰期时期东亚夏季风强度变化。结果显示酸溶相中以Ca元素(平均2.6%)为主,Mg元素(平均1116.5 mg/kg)次之,Sr元素(平均49.5mg/kg)和Mn元素(平均47.6mg/kg)最低。它们的含量在早更新世较高,中晚更新世时期较低,而Mg/Ca、Sr/Ca和Mn/Ca摩尔比值则呈现相反的变化。这些元素的分布及相应比值的变化受东亚夏季风控制,主要反应季风降水的变化。两个剖面古土壤层中元素及其比值均指示暖的早更新世间冰期时期黄土高原地区东亚夏季风较弱,中晚更新世间冰期时期夏季风较强,该结果与过去许多东亚夏季风重建记录接近。我们的研究结果也支持早更新世弱的赤道太平洋沃克环流导致弱的东亚夏季风这一假说。
  • 阿拉善高原古湖岸堤释光测年与晚第四纪湖面变化
    李国强, 陶淑娴, 佘琳琳, 金明, 魏海涛, 李芳亮, 黄新, 王中, 杨和, 王晓艳, 杨丽萍, 陈发虎
    2019, 39(04): 803-811.
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    阿拉善高原位于现代西风环流与东亚季风环流过渡带,该地区分布的湖泊对全球性气候变化响应极为敏感,阿拉善高原广泛分布的古湖岸堤为较准确地重建晚第四纪湖泊水位变化提供了良好载体。近年对黑河、石羊河尾间湖泊以及吉兰泰盐池、雅布赖盆地等地的古湖岸堤的沉积地层以及石英和钾长石释光测年研究,重建了不同区域较高分辨率的末次间冰期以来湖泊时空演化过程。发现早在300 ka以前阿拉善高原就已经形成了高水位湖泊,黑河尾间额济纳盆地在MIS 11或更早、MIS9、MIS7、MIS5和MIS 1形成了高湖面湖泊,高湖面湖泊形成存在100 ka的周期。阿拉善高原在末次间冰期及全新世形成了稳定高湖面湖泊,但间冰期内部湖面波动具有空间差异性,东部区域湖泊高湖面出现在MIS 5e～5c和中全新世,西部湖泊高湖面出现在MIS 5a～5c和晚全新世。湖面变化的空间差异性很可能与冰期-间冰期旋回尺度及间冰期内部东亚夏季风与西风气候系统在阿拉善高原的相互作用密切相关。
  • 山东半岛石笋记录的倒数第二次冰消期δ~(18)O变化特征及其气候环境意义
    薛刚, 蔡演军, 马乐, 成星, 李东, 卫莹莹
    2019, 39(04): 812-824.
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    文章基于山东半岛岩溶洞穴(上小峰洞)一根长约41 cm的石笋SD1的铀系测年和稳定同位素组成分析,获得138.0～125.8ka B.P.平均分辨率为30年的石笋δ~(18)O和δ~(13)C时间序列,并据此讨论了倒数第二次冰消期区域气候和环境变化的特征及与全球变化的联系。在倒数第二次冰消期,上小峰洞石笋(SDI)δ~(18)O的变化与中国南方石笋δ~(18)O的变化具有类似的阶段变化特征,进一步确认了冰消期北大西洋气候对亚洲季风的重要影响。通过对山东石笋高分辨δ~(18)O记录进行时间序列分析,发现该记录存在显著的约60年、75年和1620年周期,表明太阳活动和北大西洋涛动与该地区气候变化有紧密的联系。同时,通过对比东亚季风区高分辨率石笋记录,认为在倒数第二次冰消期为“两步冰消”的变化特征。除此之外,上小峰洞石笋碳酸盐δ~(18)O冰期和间冰期平均值的差异仅为0.7‰,远小于内陆洞穴石笋碳酸盐δ~(18)O冰期和间冰期平均值的差异(羊口洞约为1.4‰,董哥洞约为2.2‰,三宝洞约为2.4‰)。这一显著差异可能主要源于海岸线迁移造成的海陆格局的变化对区域季风降水及降水氧同位素组成的重要影响;并且冰期-间冰期海平面变化对近海环境记录、大陆架下垫面、海洋沉积物气候指标等都可能产生影响。
  • 末次冰期毛乌素沙地湖泊消涨过程:沉积证据
    刘小槺, 鲁瑞洁, 高尚玉, 段晨曦
    2019, 39(04): 825-836.
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    毛乌素沙地位于东亚季风边缘区,对于气候变化响应敏感。基于沙地的侵蚀-堆积关系,在侵蚀作用为主的沙地西北部和中部很难找到沉积相对连续且分辨率较高的地层剖面,因此已有的末次冰期古气候环境研究多集中于堆积作用为主的沙地东南缘的萨拉乌苏河河谷地区。本文选取位于沙地腹地,厚度为3.5 m的风成砂-河湖相沉积序列——神水台(SSTG)剖面为研究对象,基于AMS~(14)C和OSL年代数据,推测得出剖面中湖相层的上界和下界分别为约24.2 ka B.P.和42.7 ka B.P.,依据沉积地层和环境代用指标分析结果,针对末次冰期毛乌素沙地湖泊消涨的一般过程进行了探讨。结果表明,自约5万年以来,由神水台(SSTG)剖面指示了两次明显的湖泊主要发育期,时间分别约为42.7～34.3ka B.P.和31.1～24.2ka B.P.,期间粘土含量、有机质、红度均表现为低值,为含淡水螺壳化石的典型湖泊相沉积,且与毛乌素沙地已有湖泊发育的年代结果基本一致。在两期湖相层之间的砂层,平均粒径、砂含量表现为峰值,指示了一次明显的湖泊消退的过程,其时间约为34.3-31.1 ka B.P.;在湖相层上下可能均为风力作用为主导的风沙沉积。通过区域对比并初步探讨其可能的驱动机制,结果表明SSTG剖面记录的湖泊消涨过程主要受控于东亚季风强度的变化。
  • 东亚季风区石笋δ~(13)C是否记录植被变化:从川东北石笋记录的Heinrich事件说起
    程珂, 谢宇, 刘粤峰, 李汉杰, 潘晨光, 彭小桃, 刘淑华, 陈琼, 周厚云
    2019, 39(04): 837-844.
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    以往的研究中一般认为石笋δ~(13)C变化的影响因素复杂,但在大多数报道中地表植被仍被认为是影响石笋δ~(13)C变化的主要因素之一。本文综合国内外已发表的模拟试验研究结果及川东北地区已发表和未发表的石笋δ~(18)O-δ~(13)C数据,特别是Heinrich事件中石笋δ~(18)O-δ~(13)C的表现,指出地表植被不一定是影响石笋δ~(13)C变化的主要因素,洞穴水文(如地下水流速、滴水速率、水文化学,等等)的变化可以解释通常观察到的石笋δ~(13)C变化。植被变化的效应可以叠加在洞穴水文变化的效应上。洞穴系统的水文变化复杂性可能是造成石笋δ~(13)C变化呈现较复杂特征的主要原因。
  • 3万年以来挪威海南部冰岛-苏格兰溢流变化及其对海冰活动的响应
    吴东, 刘焱光, Jón Eiríksson, 董林森
    2019, 39(04): 845-862.
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    北欧海南部沉积物所记录的末次冰盛期以来千年尺度快速气候事件下的溢流水变化特征,对研究历史上热盐环流与气候的相互作用机制有着重要意义。本文基于冰岛东北部陆架IS-1B岩芯(65°36.357′N,8°59.045′W)上部130 cm的沉积物粒度组成、颜色反射率和高分辨率XRF元素地球化学扫描测试数据,结合有孔虫AMS~(14)C测年数据和邻近海区站位沉积资料,利用因子分析等方法,重建了研究区3万年(HS 3期)以来的沉积记录,并重点研究了冰岛-苏格兰溢流水(ISOW)的历史变化特征及其对海冰活动的响应。研究结果显示,ISOW在末次冰盛期初期、HS1末期到B/A暖期和全新世时期强度较高,在HS3期末期、末次冰盛期中后期到HS1初期和YD时期强度较弱,其中粒度和地球化学证据都指示ISOW在末次冰盛期和YD时期受北冰洋底层水入侵和海平面下降的影响可能发生了多次停滞。总体来说,挪威海南部ISOW强度的变化与表层海水温度有较强的相关性,表现为冰期减弱,间冰期增强的变化趋势。挪威海北部海冰的覆盖范围自HS3末期至末次冰盛期开始逐渐南移,并在HS2初期越过冰岛-苏格兰海脊,在冰岛海盆北部形成常年的冰覆盖。HS1期中后期到B/A暖期,海冰影响范围开始逐渐下降,但在B/A暖期末期到YD时期海冰活动便快速恢复,直至进入全新世后,挪威海南部海冰活动强度才逐渐下降,一直保持相对稳定的季节性海冰活动状态。
  • 30～10 ka云南高山湖泊高分辨率生物记录与气候突变事件
    李宇, 王倩, 羊向东
    2019, 39(04): 863-877.
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    通过对云南泸沽湖高分辨率沉积指标序列(硅藻、枝角类和孢粉)的对比分析,初步揭示了水生生物(硅藻、枝角类和水生孢粉)对末次冰盛期期间气候变化的快速响应过程。结果表明,硅藻群落组成首先响应末次冰盛期时期的开始变冷,枝角类滞后,水生孢粉则表现为渐进的响应过程。然而,泸沽湖沉积硅藻记录对末次冰期以来的短时间尺度气候快速变化的Heinrich和新仙女木事件并未有响应,揭示气候事件判别的准确性取决于指标直接响应气候的特征以及多指标的综合对比。综合西南季风区云南不同海拔湖泊沉积记录(硅藻、孢粉、摇蚊等)获得的2万年以来数据及序列表明,末次冰期千年尺度的气候突变事件(Heinrich 1、B?lling/Aller?d暖期和新仙女木YD冷事件)在整个西南季风系统中都有反映,且气候事件变化区间及幅度存在区域差异,其根本原因是受不同气候系统、复杂地形(青藏高原)的制约。
  • 石笋记录的印度季风Heinrich 2事件结束过程
    董西瑀, 程海, Kathayat Gayatri, 张帆, 李瀚瑛, 张海伟, 赵景耀, 宁有丰, 李向磊, 成星, 曲晓丽
    2019, 39(04): 878-893.
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    H2事件是发生于末次冰盛期的一次显著的气候突变事件,对理解千年气候事件和内部机制具有重要意义。然而,目前具有高精度和精确定年的H2事件气候记录依然很少,这在很大程度上限制了对H2事件起止时间、内部细节和触发机制的进一步研究。本研究基于印度东北部乞拉朋齐洞(Cherrapunji Cave)具有年纹层的石笋CHE-2(总长940 mm)的21个U-Th年代、2701条纹层的计数和259个δ~(18)O数据,重建了25.50～24.76 ka B.P.和24.38～22.42 ka B.P.(99.5～437.0 mm样品段)期间石笋δ~(18)O的高分辨率(24.38～23.08 ka B.P.时段平均分辨率8年,其他时段平均分辨率14年)、精确时间序列,刻画了印度东北部地区H2事件的结束过程和精细结构。研究表明,乞拉朋齐洞石笋记录的H2事件结束时段为24.280±0.028～23.436±0.028kaB.P.,共持续844±3年,振幅约为1.9‰,事件发生时间在误差范围内与东亚季风区石笋记录和格陵兰冰芯记录同步,在此期间,δ~(18)O记录呈现了两次负偏过程(24.28～24.17 ka B.P.和23.90～23.44 ka B.P.)和一段相对稳定过程(24.17～23.90ka B.P.),叠加了多个百年-十年际尺度的气候振荡。本研究得到的高分辨率δ~(18)O精确时间序列对于改善气候模型和检验气候事件假说有一定意义。从亚洲季风区与高纬地区同时段H2事件记录的对比来看,其发生机制可能主要包括以下几个方面:1)淡水注入北大西洋导致AMOC减弱,北高纬温度降低,推动ITCZ南移;北高纬温度变化的信号通过西风带和蒙古冷高压传递到亚洲季风区,从而影响亚洲夏季风;2)H2事件结束过程可能受到南极缓慢变暖的影响;3)低纬和青藏高原的变化也可能对H2事件产生复杂的影响。这些依然有待更多的高分辨率记录和气候模拟结果的进一步验证。
  • MIS2期南海北部粘土矿物记录的东亚夏季风快速变化
    赵绍华, 刘志飞
    2019, 39(04): 894-904.
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    运用伊利石结晶度线性剥离法,定量计算了华南、台湾和吕宋这3个主要物源区对南海北部陆坡MD12-3432和MD12-3434两个岩芯(分别为50. 80 m和8.33 m)MIS 2期粘土相对贡献量的时间序列变化。结果显示,台湾对两个岩芯的贡献最大(36%～62%),吕宋的贡献次之(28%～50%),二者之和一般大于90%,而来自华南的贡献最小(3%～17%)。台湾和吕宋的贡献量呈现显著反向的千年时间尺度快速波动,二者贡献量随东亚夏季风增强或减弱而显著变化,因此,吕宋/台湾贡献量比值可以用于指示东亚夏季风的快速演化。吕宋/台湾粘土贡献量比值在B?lling-Aller?d和Dansgaard-Oeschger 2事件期间的增加,反映了同时期东亚夏季风的快速增强;而在Heinrich 1和Heinrich 2事件期间的减小,则指示了东亚夏季风的减弱。吕宋/台湾贡献量比值对东亚夏季风快速变化的指示,在一定程度上要明显优于蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值。南海北部MIS2期粘土矿物对东亚夏季风快速变化的响应具有明显的空间差异性,受洋流搬运扰动和物源控制作用影响,陆坡相对浅水区粘土矿物记录的东亚夏季风快速变化信息相对有限,而深水稳定的沉积环境则更有利于保存东亚夏季风快速变化信息。
  • 东亚中高纬Heinrich 1事件的表现特征:呼伦湖孢粉记录
    张生瑞, 肖举乐, 温锐林, 范佳伟, 黄云, 李曼玥, 许清海
    2019, 39(04): 905-915.
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    Heinrich 1事件是发生于末次冰消期的极端气候突变事件之一,对全球大气环流和陆地生态格局产生了深刻影响。基于对东亚夏季风边缘区最北端呼伦湖HL08孔5.75 m以上沉积岩芯的AMS~(14)C定年技术和415～275 cm段140个样品的孢粉分析,重建了东亚中高纬地区呼伦湖21500～13000 cal.a B.P.高分辨率植被变化历史,在此基础上揭示了Heinrich 1事件期间呼伦湖区植被响应过程,明确了Heinrich 1事件在东亚中高纬地区的表现特征。结果显示:呼伦湖区Heinrich 1事件发生于16500～15400 cal. a B.P.,以剧烈降温和显著干旱化为表现特征;事件发生期间湖区周围山地发育亚高山草甸,森林植被稀疏;湖盆区域以藜科为主的荒漠草原显著扩张,区域植被盖度降低、生态环境明显恶化;同时,不同植被类型对Heinrich 1事件的响应存在明显差别,亚高山草甸和蒿属为主的典型草原较藜科为主的荒漠草原和桦属为主的落叶阔叶林响应更为快速、敏感。
  • 亚洲内陆干旱区巴里坤湖记录的H1突变事件
    赵永涛, 安成邦, 赵家驹, 李渊, 段阜涛, 苗运法
    2019, 39(04): 916-926.
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    对亚洲内陆干旱区Heinrich(H)事件发生时的气候状况和植被响应过程的研究有利于加深对内陆干旱生态系统与气候突变事件关系的理解。本研究以新疆巴里坤湖BLK11A岩芯450～610 cm段的沉积物为研究载体,基于AMS~(14)C年代控制,通过岩性、粒度、X射线荧光光谱元素钛含量(XRF-Ti)和孢粉变化特征等对H1突变事件(17～15 cal.kaB.P.)发生时流域的气候特征和植被分布状况进行了重建。研究结果表明:1)H1时期湖泊岩性以砂质或者粉砂质的浅湖相为主,湖泊水位较低。沉积物粒度分布频率曲线表现出与流域现代扬尘一致的双峰分布特征,同时XRF-Ti含量增加,两者共同指示了流域局地扬尘发生频率增加,且对湖泊物质输入起主导作用;2)该时期耐旱的荒漠植被比例显著增加,植被覆盖度降低,流域生物量也相应降低,代表了流域植被显著退化;3)结合中纬度欧亚内陆干旱区其他地质记录,发现这一区域H1时期整体以冷干气候为主,风沙活动加强,湖泊萎缩,植被退化。主要原因为西风携带水汽的减少,使得能够到达该内陆区域的降水减少,另一方面温度降低导致了冰雪融水补给的减少,两者共同导致了内陆干旱区植被和环境的退化。
  • 南海西北部陆坡H1事件的磁学记录
    李明坤, 欧阳婷萍, 朱照宇, 田成静, 彭莎莎, 邱燕, 彭学超, 钟和贤, 陈泓君
    2019, 39(04): 927-937.
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    Heinrich 1(H1)事件,是末次冰消期内一个重要的千年尺度的古气候事件。南海不同海域沉积物磁学性质对H1事件的响应存在差异,因而磁学参数的多解性应予以关注。本文选取南海西北部陆坡具有良好年龄框架的PC338岩芯顶部370 cm段(底部年龄20.5ka B.P.),进行详细的磁学性质分析,并利用IRM获得曲线组分分离方法和高场磁化率值等参数,试图为区域气候变化的沉积物磁学响应给出合理解释。结果表明,在H1事件发生时,碎屑成因的磁铁矿(IRM_(C2+C3))和顺磁性组分(x_p)明显降低,这反映了源区化学风化的减弱,指示南海北部冷干的气候条件;另外,H1事件发生时,南海西北部陆坡的赤铁矿含量较高,这与海平面降低造成的红河源区的赤铁矿输入增多和暴露的大陆架处于氧化条件有关。H1事件时期,东亚季风区呈现末次冰消期以来最干旱的气候特征,主要受控于大西洋经向翻转环流的减弱迫使热带辐合带南移和热带太平洋类La Nifia的气候条件这两个因素。
  • 末次冰消期内蒙古东部气候不稳定性:布日敦湖花粉记录
    张贵林, 王建, 周新郢, 赵克良, 杨庆江, 李小强
    2019, 39(04): 938-951.
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    内蒙古东部植被是我国北方重要的生态系统屏障,东亚夏季风降水变化是影响当地水资源分布、植被演替、农牧业经济发展的重要因素。为了更好预测未来季风边缘带植被景观、降水变化趋势和评估干旱事件可能产生的影响,需要在该区域开展更多地质增温期历史相似型研究。本文选择生态系统脆弱、对夏季风变化响应敏感的内蒙古东部布日敦湖作为研究点,通过钻取长386 cm的湖泊沉积物并选取底部厚度176 cm(386～210 cm),分析其中的花粉指标,结合高精度AMS~(14)C测年,来重建该地区末次冰消期高分辨率植被演替过程和降水不稳定性特征。结果表明,布日敦湖岩芯386～210 cm沉积物年代跨度为14918～10693 a B.P.。湖泊周围植被在14918～14167a B.P.为以蒿属、禾本科等草本植物为主的草原景观;而在14167～12695a B.P.,以桦属为代表的先锋树种出现在湖泊西部山地丘陵区,并逐渐发展成为以桦属为建群种的温带落叶阔叶林;12695～11505 a B.P.,桦属和其他阔叶乔木明显减少,湖泊西部地区植被迅速退化为开阔的疏林草原景观;11505～10693 a B.P.,植被逐渐恢复为与现今类似的森林草原交错生长群落。乔木/非乔木花粉含量比值(AP/NAP)和主要陆生植物花粉百分比主成分分析(PCA)结果说明,研究区植被演替主要受降水控制。将该结果与沉积相、沉积速率变化相结合,证明14512a B.P.布日敦湖流域内降水突然增加,在14512～12695a B.P.期间气候最为湿润,并伴随3次百年尺度降水波动事件。而12695 a B.P.时降水迅速减少,在12695～11505 a B.P.发生千年尺度干旱事件。布日敦湖地区降水变化总体趋势与北方季风边缘带其他高分辨率湖泊记录相似,但内部结构存在一定差异。在年代误差范围内,降水突变与北高纬博令-阿勒罗德(BA)间冰阶和新仙女木(YD)冰阶温度异常事件发生时间相一致。北半球夏季太阳辐射岁差周期变化、北大西洋经向反转环流(AMOC)循环速率、西风急流强度和位置等均可能导致西太平洋副热带高压位置异常偏移,进而影响东亚夏季风北部边缘带降水变化。
  • 末次冰消期以来赛里木湖沉积记录的气候突变
    蒋庆丰, 金典, 郑佳楠, 杨玉凤
    2019, 39(04): 952-963.
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    末次冰消期以来的气候突变事件的时空变化特征及其区域响应是古气候环境变化研究的重要内容,然而亚洲中部干旱区末次冰消期以来的气候突变记录较少,尤其缺少末次冰消期期间快速转暖过程的区域响应。本研究通过对位于亚洲中部干旱区的新疆西天山中部亚高山湖泊赛里木湖湖心采得的长300 cm的SLM2009钻孔沉积物的碳酸盐含量和粒度变化特征的分析,在14个AMS~(14)C测年数据的基础上,探讨了末次冰消期约23.4 cal.kaB.P.以来亚洲中部干旱区的气候突变事件记录及其区域响应过程。结果表明:赛里木湖湖心钻孔沉积物完整记录了H1(17.5～15.2cal.ka B.P.)、YD(12.6～11.7 cal.ka B.P.)冷事件以及B-A(15.2～12.9 cal.ka B.P.)暖事件等末次冰消期气候突变事件以及全新世以来的10.5 ka、8.2 ka、5.5 ka、4.2 ka、2.8 ka和小冰期冷事件,这与亚洲中部干旱区已有的气候突变事件记录相吻合,表明末次冰消期以来亚洲中部干旱区具有相似的气候突变演化模式。同时这些气候突变事件与高纬冰芯以及低纬石笋氧同位素记录的一致性则表明气候突变具有全球性影响,受相同的成因机制因素控制。
  • 末次冰消期滇西地区气候突变事件:湖泊孢粉记录
    肖霞云, 沈吉, 谭金凤
    2019, 39(04): 964-974.
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    在末次冰消期总体持续增温的过程中,全球气候经历了一系列以“快速增温/降温”为主要特征的千-数十年尺度的突变事件。由于这些气候突变事件具有明显的高频特性,需要在全球范围不同地区开展更多高分辨率的古气候研究,用于进行突变事件的对比和机制的探讨。本研究对比滇西南腾冲青海湖、滇西北泸沽湖和高山湖泊天才湖约2万以来的孢粉、炭屑记录,揭示了中国滇西地区末次冰消期的植被演替与气候变化历史,探讨了末次冰消期存在的气候突变事件。结果表明,滇西地区末次冰消期开始转暖发生在约19 ka(1 ka=1000 cal.a B.P.);冰消期开始以后,滇西地区气候普遍依次在17.5±0.5～15.2±0.1ka期间、15.2±0.1～14.3±0.1 ka期间、14.3±0.1～12.9±0.1 ka期间和12.9±0.1～11. 7±0.2ka期间存在冷干-逐渐变暖变湿-明显更暖湿-温度湿度略有下降等这几个突变事件,它们在时间上分别对应于H1冷事件、波令前增暖期、B/A暖期和YD冷事件;滇西地区比较一致地在11. 7±0.2ka进入全新世。除此之外,滇西北地区在约17.7～17.0ka期间可能还存在一次短暂的较明显的暖湿期。对末次冰消期气候变化机制的探讨认为,末次冰消期开始转暖及以后逐渐增温的趋势主要受夏季太阳辐射量从约20 ka逐渐增加,到11 ka左右达到峰值的控制;而末次冰消期发生的气候突变事件如H1冷事件、波令前增暖期、B/A暖期和YD冷事件主要是受大西洋温盐环流的影响,同时温室气体浓度的变化也起了重要的调制作用。
  • 云南高海拔湖泊对末次冰消期气候突变的响应
    孙晓双, 张灿, 柴轶凡, 赵成
    2019, 39(04): 975-984.
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    气象观测资料表明,在当前全球暖化背景下高海拔地区的增温速率更快,其气候对全球气候变化的响应更为敏感。但是,高海拔地区如何响应快速气候事件,由于古气候古环境重建资料在高海拔地区较少,这一问题还没有很好的回答。为此选择云南省高山湖泊错恰湖为研究对象(海拔约3960 m),分析了湖泊沉积岩芯(深度范围90～244 cm)中正构烷烃的分布特征,重建了末次冰消期(19000～9500 a B.P.)沉积物有机质来源的变化,进而推断古气候演变。在17800～17000aB.P.,错恰湖有机质以陆源输人为主,水生贡献相对减少,气候以暖湿为主;在17000～15100aB.P.,水生有机质的贡献的比例增加,气候以冷干为主;在15100～12700aB.P.,湖泊沉积有机质的陆源贡献增加,水生贡献相对减少,气候相对暖湿;在12700～11400 aB.P.时段,湖泊沉积水生有机质来源相对增多,气候相对冷干。与其他区域和全球气候记录对比发现,错恰湖的沉积记录指示的气候变化事件,受高纬冰量以及北大西洋驱动的西南季风突变所影响,在末次冰消期记录的4个明显的千年尺度气候事件,在时间上与First warmth、H1、B-A和YD事件相对应。与云南地区其他湖泊记录对比发现,小型湖泊或高海拔湖泊对这些全球快速气候事件的响应更加敏感。
  • 大兴安岭地区新仙女木事件的表现特征
    伍婧, 刘强, 毛礼米, 朱泽阳, 旺罗, 储国强, 刘嘉麒
    2019, 39(04): 985-993.
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    新仙女木事件是末次冰消期期间发生的一次气候转冷事件,该事件对整个北半球的中高纬度地区的气候变化有明显的影响。然而,在该事件造成东亚中高纬地区温度下降的统一认识下,对于其季节性特征仍较为缺乏认识。本文用大兴安岭中部月亮湖末次冰消期多指标记录,揭示了大兴安岭地区在新仙女木事件期间植被中的北方针叶林成分增加、森林发育、冬季温度下降、东亚冬季风明显增强。
  • 赣北石笋记录的新仙女木事件
    张海伟, 程海, 蔡演军, Kathayat Gayatri, 宁有丰, Edwards R Lawrence, 孟秉霖
    2019, 39(04): 994-1005.
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    新仙女木事件(Younger Dryas,简称YD)是末次冰消期升温过程中发生的一次北半球急剧降温事件,目前全球范围多个地区的地质记录中均有发现该事件的印记。然而,受限于定年误差或采样分辨率等因素,关于YD事件的精确起止时间、精细内部结构和触发机制仍存在争议。本研究利用江西北部神农宫溶洞内一支文石石笋SN29(总长度426 mm,其中距离顶部220-388 mm用于本研究),通过高精度~(230)Th定年和氧、碳稳定同位素测试分析,建立了13614～10811 aB.P.期间平均分辨率12年的石笋氧同位素(δ~(18)O)变化序列。该记录最为显著的特征是δ~(18)O值在12851～11575 a B.P.时段偏正1.7‰,指示了一次显著的弱季风突变事件,响应于北大西洋YD事件。SN29为高铀含量文石石笋且生长速率较快,精确界定了响应于YD事件的东亚弱季风事件的起止时间和精细内部结构。结果表明:YD期间,SN29记录的东亚弱夏季风事件的开始时间为12851±16aB.P.,经历了约249年;结束过程开始于11575±19a B.P.,经历了约146年;整个YD弱季风事件共持续了1276±35年。东亚季风区各石箩δ~(18)O记录的YD弱季风事件在误差范围内基本一致,且与格陵兰冰芯δ~(18)O记录和低纬度其他记录的发生时间一致,支持YD时期东亚夏季风减弱事件可能是对大量淡水进入北大西洋导致径向翻转流减弱、北半球变冷、ITCZ南移的快速响应的假说。
  • 西南印度洋罗德里格斯岛石笋记录的新仙女木事件
    李瀚瑛, Ashish Sinha, 程海, Sp?tl Christoph, 宁有丰
    2019, 39(04): 1006-1017.
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    新仙女木(Younger Dryas,简称YD)事件是末次冰消期末期升温过程中北半球高纬一次剧烈的突变降温事件,主流机制为淡水注入北大西洋减缓了北大西洋翻转环流,使得北半球普遍降温、热带辐合带南移等全球范围的气候重组。虽然该事件研究程度较高,然而其在南半球、尤其在西南印度洋的气候变化模态尚不明朗。本研究利用来自罗德里格斯岛(罗岛)高分辨率、高精度定年的石笋氧同位素(δ~(18)O)记录,重建了过去13.3～10.8ka期间(对应石笋样品100～169 mm)西南印度洋亚热带地区的气候变化。结果表明,在YD事件期间罗岛石笋δ~(18)O相对偏重,指示降水相对减少。与印度洋北岸的地质记录对比显示,YD时期罗岛石笋记录与众多亚洲季风石笋氧同位素记录共同展现出偏重的“谷状结构”,并且显示出“缓进快出”的不对称特征。与印度洋东岸的地质记录对比结果显示,罗岛石笋δ~(18)O与印太暖池南北边缘记录共同显示出偏干状态,而与近赤道记录的气候特征不同。与印度洋西岸的地质记录对比结果显示,东非热带赤道地区至南部亚热带地区呈现“北干南湿”的特征。罗岛与东非赤道地区的气候变化也具有一致性。YD时期,热带辐合带南移而罗岛降水却减少,可能原因是热带辐合带强度减弱,削弱了对流降水,使得亚洲季风从源区至下游地带水汽传输均发生减弱。
  • 青藏高原东北缘冬给错纳湖全新世湖面波动
    张菀漪, 张静雅, Nusrat Nazir, Safarov Khomid, 郑淇, Mischke Steffen, 张成君
    2019, 39(04): 1018-1033.
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    青藏高原处于东亚季风、印度季风和西风环流交互作用区。末次冰消期以来,太阳辐射对该地区的古气候环境产生了重要影响,湖泊随着季风系统的变化发生了明显的水位升降,对湖岸阶地的形成起到了直接作用。本项研究重建了青藏高原东北缘冬给错纳湖湖岸阶地记录的湖面波动历史,试图了解青藏高原季风系统演变过程。通过湖泊北岸265 cm厚湖岸阶地沉积物粒度、碳酸盐、矿物、元素和介形虫古环境指标,结合OSL年代模式,分析表明在约10.2kaB.P.之前水体较浅;约10.2～9.0kaB.P.湖面开始上升,气候凉湿;9.0～8.5ka B.P.为印度季风强盛期,湖面明显上升,降雨量增高、温度上升;8.5～7.9ka B.P.湖面降低与气候变冷有关;7.9～7.0kaB.P.印度季风开始减弱,气温、降雨下降,但有效湿度较大,湖面降低;7.0～6.1 ka B.P.湖面上升可能与低蒸发作用有关,印度季风仍然影响该地区;6.1～5.2kaB.P.,印度季风衰退,气候逐渐变冷、降雨量减小、水体变浅;5.2～4.6ka B.P.气候冷干,有效湿度减小,湖面进一步下降;4.6kaB.P.至今气候干冷,东亚季风衰退,湖面下降,期间也可能受西风环流影响而有短暂的降雨增加时期。
  • 大兴安岭北部满归泥炭孢粉重建的过去2100年古气候
    李宜垠, 李博闻, 徐鑫
    2019, 39(04): 1034-1041.
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    大兴安岭地处季风气候的尾间区,是一个研究全球变化的关键区域。但由于该地区古气候代用指标(树轮、孢粉、石笋等)获取比较困难,历史文献也缺乏,使得古气候研究受到了限制。本研究通过大兴安岭北部的漠河县满归镇附近一个厚88 cm的泥炭剖面的孢粉记录,根据831个表土样品的花粉数据和附近90个气象台站30年的地面观测数据,运用现代类比法(Modern Analogue Technique,简称MAT)重建了该地区过去2100年的年均温(T_(ann))、年降水量(P_(ann))、1月均温(T_(jan))和7月均温(T_(july)),结果表明T_(ann)和T_(jan)的波动达到2.4℃,T_(july)的波动为1.7℃,P_(ann)波动为28.2 mm。该地区的气候变化分为3个阶段:阶段Ⅰ(150 BC～850 A.D.)温度和降水量相对较低,年均温比现代30年均值低约0.5℃;阶段Ⅱ(850-1300 A.D.)以温度升高-降低的波动为特征,升温在1070-1170 A.D.期间最明显,年均温比现代30年平均值高0.2℃,这一时期相当于欧洲中世纪气候异常期(the Medieval Climate Anomaly,简称MCA);阶段Ⅲ(1300～2000A.D.)早期(1300～1900A.D.)以气温较低为特征,这一时期相当于小冰期(the Little Ice Age,简称LIA),年均温比现代30年平均值低0.8℃,晚期(1900～2000A.D.)呈现升温的趋势。
  • 末次冰盛期气候反馈特征研究
    王波, 曹剑, 吴立广
    2019, 39(04): 1042-1054.
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    末次冰盛期(Last Glacial Maximum,简称LGM)被认为是较适合用来估算气候系统响应对辐射强迫变化的古气候区间之一。理解LGM时期气候反馈过程有助于进一步限定气候敏感度的范围。本研究利用辐射核方法和参加第三次古气候模式比较计划(Paleoclimate Modelling Intercomparison Project PhaseⅢ,简称PMIP3)的8个耦合模式资料,对比研究了LGM时期与abrupt4xCO_2(4CO_2)情景下的气候反馈特征。结果表明:全球平均而言,不同情景下温度反馈、水汽反馈和反照率反馈的强度存在显著差异,然而这一关系并不存在于云反馈过程中,这可能与情景间/模式间云反馈的不确定性相联系;在不同情景下,不同反馈过程强度也存在明显空间差异。温度反馈过程的差异主要来源于LGM时期大陆冰盖强迫引起的温度变化的高度空间不均一性和海陆分布改变引起的热带对流活动的变化;水汽反馈变化可能与海陆分布变化引起的沃克环流变化以及全球降温相联系;大陆冰盖和海冰存在是导致LGM时期地表反照率反馈增加的主要原因;而云反馈的差异可能与低云云量和模式间不确定性有关。LGM时期单独强迫数值试验将有助于进一步厘清不同气候状态下气候反馈过程差异的原因。
  • 全新世北半球典型冷事件的模拟研究
    邱雅惠, 刘健, 刘斌, 宁亮, 严蜜
    2019, 39(04): 1055-1067.
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    全新世冷事件期间的气候格局及其成因是过去气候变化研究的热点问题。利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21ka气候模拟试验资料,在定义和提取典型冷事件的基础上,分析了全强迫试验模拟的全新世北半球多次冷事件的规模及冷事件发生时温度与降水的空间特征,并结合全强迫试验中使用的4个外强迫序列(淡水注人、轨道强迫、大气温室气体、大陆冰盖)及其对应的单因子敏感性试验,初步探讨了部分典型冷事件的成因。结果表明:TraCE-21ka模拟的冷事件年份与重建/集成序列的冷事件年份对应较好,模式较好地模拟出了全新世北半球的冷事件;全新世期间,北半球共发生了10次典型冷事件(9.7ka B.P.、8.3ka B.P.、7.3ka B.P.、6.2 ka B.P.、5.2ka B.P.、4.2ka B.P.、3.4ka B.P.、2.1 ka B.P.、1.0 ka B.P.和0.2ka B.P.);每次冷事件发生时,北半球大范围降温和变干,温度变化呈现明显的纬度地带性差异,中高纬地区降温最显著,低纬10°N附近降水减少最显著;在8.3kaB.P.、7.3kaB.P.、6.2kaB.P.、5.2kaB.P.、4.2kaB.P.、3.4kaB.P.、2.1 kaB.P.和1.0 ka B.P.共8次冷事件中,北半球温度和降水的空间变化较为相似,北大西洋经圈翻转流(Atlantic Meridional Overturning Circulation,简称AMOC)变弱导致了冷事件,格陵兰岛南部的北大西洋海域降温和变干尤为显著;9.7kaB.P.和3.4kaB.P.的冷事件可能与轨道强迫有关,淡水注入造成了8.3kaB.P.和7.3kaB.P.的冷事件,0.2kaB.P.冷事件可能与大气温室气体波动有关。地球系统内部变率对于冷事件的发生可能也有一定影响。
  • 蜗牛卵化石在黄土高原的发现及其对季节内突变气候事件的指示
    李丰江, 杨意权, 吴乃琴, 黄林培, 董亚杰
    2019, 39(04): 1068-1070.
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    <正>卵化石是极为宝贵的化石材料之一~([1～2])。由于卵的孵化极为敏感地受温度变化影响,繁殖季节内突发的气候事件造成温度快速变化,不能达到孵化所需要的温度,则大量的卵不能孵化~([3～5])。没有孵化的卵在地层中保存下来形成化石,所以卵化石含量变化具有记录地质时期生物繁殖季节内突变气候事件变化的潜力。但是,长期以来,卵化石的研究