关中泾阳塬全新世黄土剖面磁化率的古气候阶段划分

通过对陕西关中地区泾阳南塬寨头村和泾阳县新庄村典型剖面全新世黄土-古土壤地层的岩性描述、地层划分和对比,结合泾阳县新庄村AMS¹⁴C的年代测定和其他学者的测年数据,建立了该地区全新世以来黄土沉积年代序列。根据磁化率气候替代指标显示的曲线特征,这一替代指标在剖面上的变化规律以及该黄土剖面所反映的东亚冬、夏季风强弱变化特点,表明了关中地区的气候波动与中国西北地区及全球气候变化的总趋势具有一致性,全新世以来在全球变化背景下关中地区气候变化表现为气候演化的周期性、不稳定性和趋势性。进而对该剖面磁化率曲线特征与其他学者的孢粉谱建立的温度曲线对比,对关中地区全新世以来古气候的阶段性进行了详细分析和论证。将关中地区1 万a以来的气候演变划分为7个气候阶段：第1阶段为10.0～9.0 kaB.P.冷温转换的阶段;第2阶段为9.0～7.0 kaB.P.暖冷波动阶段;第3阶段为7.0～6.0 kaB.P.温暖阶段;第4阶段为6.0～5.0 kaB.P.较温暖阶段;第5阶段为5.0～3.4 kaB.P.暖冷波动阶段;第6阶段为3.4～2.0 kaB.P.气温先降后升阶段;第7阶段为2.0 kaB.P.至现在温暖半湿润、半干旱阶段。     

巴丹吉林沙漠全新世环境记录的年代校正与古气候重建

巴丹吉林沙漠地处东亚夏季风区的西北缘,是认识东亚季风演变及其区域响应的窗口.文章在系统研究前人工作的基础上,对环境记录的年代进行了新的校正,并重建了全新世环境演变的历史.分析结果显示,巴丹吉林沙漠在早全新世开始出现高湖面,早中全新世在湖区广泛出现高湖面和淡水环境并在沙漠东北缘发育了古土壤,晚全新世时湖泊水位下降,沉积地层以风成砂为主.巴丹吉林沙漠全新世环境变化总体上可分为3个阶段:晚更新世末至早全新世初气候干旱;在10.0cal.kaB.P.左右气候由干向湿快速变化,并在8.5～4.0cal.kaB.P.期间气候最为湿润,但同时存在短期的十湿波动;4.0cal.kaB.P.以来气候总体干旱,但在2.2cal.kaB.P.左右出现短期的湿润.巴丹吉林沙漠全新世气候变化反映了该地区在早全新世东亚夏季风降水明显增强,中全新世季风降水较强,晚全新世季风降水减弱,同时具有短时期的不稳定性.10.0cal.kaB.P.以来巴丹吉林沙漠气候总体由湿润向干旱变化,应与北半球全新世以来太阳辐射的持续减弱有关.     

近8ka东亚冬季风变化的东海内陆架泥质沉积记录

尝试从陆架上寻找全新世高分辨率的东亚季风替代性指标和记录.通过对位于东海内陆架闽浙沿岸泥中部的PC-6孔进行AMS14C年龄测试和粒度分析, 综合沉积构造、沉积层序与海平面变化讨论该孔的沉积环境, 其下、中、上段分别对应于前滨、近滨和与现今环境基本一致的浅海沉积环境.因上段的沉积作用主要受控于东海冬季沿岸流, 通过粒级-标准偏差分析, 提取了相对应的粒度组分或粒度子体, 该组分的平均粒径被用来作为研究东亚冬季风演化的替代性指标.分析表明, 由此方法建立的PC-6孔上段粒径时间序列, 较完整地反映了近8ka来东亚古季风的演化.东亚冬季风的变化呈现出3个各具特点的阶段7.6~5.1kaB.P.为中等强度的高频率波动; 5.1~1.7kaB.P.以多期、较频繁的强盛活动为特点; 1.7~0kaB.P.为稳定而较弱的时期.由PC-6孔指示的东亚冬季风活动的强盛期, 均在不同区域和材料的记录中找到了相对应降温的证据, 说明气候变化的区域性以至全球性联系.      

青藏高原东北缘循化-官亭地区2.6万年以来气候变化研究

根据粉尘搬运的动力学原理,利用温湿度组合、风力强度变化和粉尘源区收扩演变特点,分析了青藏高原东北缘循化-官亭地区黄土的粒度、磁化率特征及其反映2.6万年以来的气候波动、区域环境变化以及冬夏季风关系等,划分了主要气候演化阶段,取得了以下重要认识:1)山脉阻挡是造成循化-官亭盆地黄土剖面记录气候波动差异的主要影响因素,拉脊山东南段是亚洲冬季风和高原冬季风系统的重要分割线;2)循化盆地和官亭盆地约26kaB.P.气候变化主要分为2个阶段,每个阶段又可分为若干个亚阶段;3)青藏高原东北缘官亭-循化地区全新世适宜期时间可能为6.0~3.7kaB.P.,官亭盆地和循化盆地黄土粒度磁化率明显差异的原因可能主要受风场的控制。     

浑善达克沙地磁化率和有机质揭示的全新世气候变化

根据浑善达克沙地锡林浩特剖面磁化率、有机质等气候代用指标的变化特征和14C测年结果,分析和讨论了浑善达克沙地10.7kaBP以来的气候变化过程.实验数据显示地层剖面磁化率和有机质值的变化趋势基本一致,且峰值段对应古土壤层,谷值段对应风成砂层.依据磁化率和有机质含量的变化将浑善达克沙地全新世气候变化分为5个阶段:10.7～8.5 kaBP,气候相对冷干,冬季风较强,夏季风相对较弱,但有增强趋势;8.5～5.8 kaBP,气候温暖湿润,夏季风较强,冬季风相对较弱,与全新世最适宜期对应;5.8～3.5 kaBP,气候波动变化频繁,但夏季风和冬季风都相对较弱;3.5～1.9 kaBP,气候温暖湿润,仅次于全新世最适宜期,夏季风较强,冬季风相对较弱;1.9 kaBP以来,气候波动渐变冷干,冬季风逐渐波动增强,夏季风相对逐渐减弱.并且其气候变化与全球变化具有较好的一致性.     

全新世北大西洋冷事件：年代学和气候影响

回顾了全新世北大西洋冷事件的研究,重点分析年代学和气候影响。首先,综合北大西洋8个深海沉积序列13种不同指标反映的冷事件,证明Bond等(1997)的研究是有代表性的。全新世的9次冷事件,由近及远编号 0～8,出现于0.4kaB.P.,1.4kaB.P.,2.8kaB.P.,4.2kaB.P.,5.9kaB.P.,8.1kaB.P.,9.4kaB.P.,10.3kaB.P.和11.1kaB.P.。其次,从早全新世到晚全新世逐一地综述了9次冷事件出现时间及气候影响。发现与冷事件对应的气候异常,主要表现为北半球高纬寒冷、低纬亚非季风区干旱。也有迹象表明出现冷事件时西－中欧及北美北部气候湿润。最后分析了冷事件的成因。早全新世冷事件可能与融冰淡水脉冲有关,中－晚全新世太阳活动减弱可能是冷事件发生主要原因,但不排除有气候系统内部振荡的影响。
      

新疆罗布泊地区32.0～9.1kaB.P.期间的孢粉记录及其古气候古环境演化

新疆罗布泊地区罗北洼地CK­2钻孔的孢粉记录揭示出： 32.0～9.1kaB.P. 植被演替明显,气候干湿波动显著; 晚冰期向全新世过渡期间,气候波动频繁且具突变性。31.98～19.26kaB.P.罗布泊地区处于末次冰期的盛冰期阶段,气候寒冷湿润,冷暖波动频繁,但幅度不大,研究区植被以草原－荒漠草原为主; 19.26～13.67kaB.P. 气候明显变为温暖干燥,植被以荒漠为主; 13.67～12.73kaB.P.气候冷湿偏干,植被以草原－荒漠草原为主; 12.73～9.14kaB.P.气候冷湿与暖干交替频繁,波动幅度较大,植被逐渐由荒漠向草原－荒漠草原过渡。其中, 16.45～15.39kaB.P.,14.27～13.67kaB.P.和 11.74～11.23kaB.P.之间的冷颤动分别相应于老仙女木、中仙女木和新仙女木事件; 15.39～14.27kaB.P.和 12.73～11.74kaB.P.之间的暖期则分别对应于欧洲博令和阿勒罗得暖期; 新仙女木事件后的气候具有突变性的特点,10.49kaB.P.前后的暖事件和9.14kaB.P.前后的冷事件,成为全新世早期气候变化的显著特征。孢粉浓度和花粉组合所反映的罗布泊地区晚冰期以来的气候演化同全球性的气候事件具有显著的可比性。     

我国季风边缘区湖泊沉积记录的全新世亚洲夏季风衰退事件

亚洲夏季风是全球季风系统的重要组成部分,亚洲夏季风的变化对其控制区域自然生态系统的多样性和生态平衡,以及社会经济发展有重要的影响。本文选择位于现代亚洲夏季风边缘区对季风变化响应敏感的湖泊达连海为研究对象,基于陆生植物残体和全有机质的AMS14C定年建立了钻孔顶部24.6 m沉积物的年代框架,利用粒度指标重建了全新世研究区水文变化过程以及亚洲夏季风衰退事件序列。结果显示,沉积物中存在数层砂层,代表了湖泊低水位时期,进而指示了亚洲夏季风衰退事件。这些事件处在11.6~11.3 cal.ka B.P.、10.4~9.5 cal.ka B.P.、6.4~6.0 cal.ka B.P.、4.6~4.4 cal.ka B.P.、3.7~3.4 cal.ka B.P.、3.1~2.9 cal.ka B.P.以及2.0~0.9 cal.ka B.P.,可以发现中晚全新世以来亚洲夏季风衰退事件发生的频率显著增加。进一步与北半球高纬地区与低纬地区的气候突变事件记录对比显示,全新世百年-千年时间尺度上亚洲夏季风强度的变化与低纬ENSO活动存在密切的联系。     

南海北部陆坡沉积记录的全新世早期夏季风极强事件

在AMS14C精确定年的基础上,通过南海北部MD05-2905站高分辨率的氧同位素、粒度、元素分析,其结果显示所有指标均在11.2～8.5kaB.P.期间发生异常,根据夏季风指标认为这是夏季风极强事件。将本站位相同纬度（20°N）的夏季平均日辐射量与季风指标进行对比,发现全新世早期（11.2～8.5kaB.P.）东亚夏季风极强事件对应着夏季太阳辐射量最大值和热带辐合带（ITCZ）的位置向北移动,说明全新世早期夏季风突然增强可能是在岁差周期控制下,较高的太阳辐射量驱动了热带辐合带（ITCZ）及其有关的雨场向北移动,在南海北部产生了大量的降水,导致氧同位素偏负、碳酸盐的含量较低以及线性沉积速率较高。这与前人对相邻地区湖光岩玛珥湖的孢粉研究、江西南岭地区泥炭的记录以及中国南方石笋记录的研究结果相吻合。该季风最强事件与阿拉伯海发现的早全新世季风最强事件以及根据格陵兰冰芯记录的早全新世甲烷最大值推测低纬地区湿地扩张相一致,这反映了南海北部全新世早期与全球低纬地区早全新世气候变化格局一致。     

中全新世云南寻甸地区气候演化过程及其驱动机制初步研究

通过对云南寻甸仙人洞XR1石笋进行TIMS-U系测年、氧碳同位素、有机碳含量分析,重建了寻甸地区中全新世季风气候演化模式:(1)8.0～6.0kaB.P.为温暖湿润期;(2)6.0～5.1kaB.P.为气候突变期,气候由温湿变为冷干;(3)5.1～2.1kaB.P.为凉干期。通过石笋有机碳含量与石笋δ18O记录对比,认为石笋有机碳可以反映气候变化,但是存在滞后效应。最后,利用XR1石笋δ18O记录与北半球33°N太阳辐射量,本文初步分析了云南寻甸地区中全新世气候变化的驱动因素:寻甸地区中全新世气候的整体变化趋势受33°N太阳辐射量控制,同时受中全新世火山活动的影响。      

猪野泽记录的季风边缘区全新世中期 气候环境演化历史*

通过季风边缘区石羊河古终端湖猪野泽QTL剖面年代学及沉积物粒度、碳酸盐、有机碳、碳氮比和有机质稳定同位素等多项气候代用指标的综合分析,建立了季风边缘区9~3cal.kaB.P. 的古气候演化序列。结果表明,9cal.kaB.P. 到7.8cal.kaB.P. 期间,流域的水分条件和温度逐渐上升,植被状况好转,此时气候逐渐转暖湿;而在7.8~7.5cal.kaB.P. 出现了显著的百年尺度的干旱事件,沉积物主要以砂质沉积为主,此时湖泊生产力显著下降;全新世期间最为暖湿的气候适宜期出现在7.5~5.0cal.kaB.P.;约5.0cal.kaB.P. 以来,该区域出现了较为明显的干旱化趋势。另外,对猪野泽地区的白碱湖的湖泊地貌学和年代学研究表明该区域在7.5~5.0cal.kaB.P. 出现了3次高湖面,并且湖岸堤时序变化指示了全新世后半期湖泊逐渐退缩的过程进而指示该区域出现了显著的干旱化趋势。     

南海的氧同位素3期

以南海北、西、南部3个沉积速率相对较高而且连续的沉积柱状样MD2904,MD2901和MD2897为基础,通过粒度、碳酸盐、有机地球化学和元素分析,并综合前人研究成果,对南海MIS3期进行探讨。结果显示,南海MIS3是末次冰期中的弱暖期,海水表层古温度比相邻的MIS2和MIS4期略高,但是明显比MIS1和MIS5期低。MIS3的最大特点就在于其气候的不稳定性,发生了多次气候快速变化事件。在格陵兰冰芯中记录的千年尺度快速气候变化事件（D/O事件和Heinrich事件）基本上在南海北、西、南部都有响应,具有与全球同步的特征。南海MIS3古生产力都显示出较高的特点,这与东亚季风有着密切的关系,北部主要受冬季风影响,西部和南部主要受夏季风影响。南海南部MIS3表现出比MIS5更高的古生产力和更强的夏季风强度,这一特点有待更进一步深入研究。     

中全新世时期我国西南风气候季节演变的数值模拟结果分析

利用CCSM3海洋-大气耦合模式模拟结果,探讨了中全新世（6kaBP.）我国东部西南风气候的季节演变规律。结果表明,6kaBP.我国东部南风最早于1月出现在 20°～25°N区域,此后逐渐增强,到秋季转为北风。随着南风强度从春季到夏季的强化,南风同时向北和向南扩展。我国东部西风于1月出现在 23°～34°N,之后也逐渐加强,并于 6～8月发生北跳,9月开始转为东风。这些特征与当今西南风爆发进程相类似,不过也存在一些显著差异,尤其是在夏季。与当今气候相比,6kaBP.强南风建立时间偏晚,夏季我国东部西南风强度偏强,南风向北扩展更明显。这与6kaBP.东亚大陆和西太平洋之间更大的热力差异以及西南涡和西太平副热带高压的加强有关。研究还表明6kaBP.西南风异常可进一步导致我国东部夏季降水增加和雨带偏北。     

沙鲁里山更新世冰川作用及西南季风波动对末次冰期冰川作用的影响

地处南亚季风区的沙鲁里山地区保留有丰富的第四纪冰川作用遗迹。文章通过ESR对冰碛物直接定年,结合冰碛地貌形态及其风化程度差异,结果表明沙鲁里山地区可能经历了4次规模较大的冰川作用。它们的ESR年代大约为19～16kaB.P.,48～43kaB.P.,135kaB.P.和571kaB.P.,分别与深海氧同位素第2、第3、第6、第16阶段对应。自沙鲁里山最早冰川作用(571kaB.P.)以后,该区经历了较大规模的抬升作用。MIS2和MIS4期间西南季风微弱,降水稀少,气温严寒,南亚季风区冰川发育受到一定限制。MIS3早期和晚期夏季风强盛,降水丰富,温度较高,水热平衡状况有利于冰川发育;MIS3中期气温较低,夏季风较强盛,降水较丰富,这种冷湿组合的气候条件有利于冰川发育。南亚季风区,MIS3期间的冰川前进规模不亚于甚至在某些区域超过了末次盛冰期,其主要原因可能是受制于夏季风的降水差异。     

Out-of-phase evolution between summer and winter East Asian monsoons during the Holocene as recorded by Chinese loess deposits

We analyzed climate proxies from loessic-soil sections of the southern Chinese Loess Plateau. The early Holocene paleosol, S0, is 3.2 m thick and contains six sub-soil units. Co-eval soils from the central Loess Plateau are thinner (~ 1 m). Consequently higher-resolution stratigraphic analyses can be made on our new sections and provide more insight into Holocene temporal variation of the East Asian monsoon. Both summer and winter monsoon evolution signals are recorded in the same sections, enabling the study of phase relationships between the signals. Our analyses consist of (i) measurements of magnetic properties sensitive to the production of fine-grained magnetic minerals which reflect precipitation intensity and summer monsoon strength; and (ii) grain-size analyses which reflect winter monsoon strength. Our results indicate that the Holocene precipitation maximum occurred in the mid-Holocene, ~ 7.8–3.5 cal ka BP, with an arid interval at 6.3–5.3 cal ka BP. The winter monsoon intensity declined to a minimum during 5.0–3.4 cal ka BP. These results suggest that the East Asian summer and winter monsoons were out of phase during the Holocene, possibly due to their different sensitivities to ice and snow coverage at high latitudes and to sea-surface temperature at low latitudes.     

黄土高原S5古土壤形成期的气候环境——陆生蜗牛化石的证据

通过对黄土高原西峰黄土剖面S5古土壤层的蜗牛化石组合研究发现,西峰地区在S5形成时（对应海洋氧同位素MIS₁5¹3期）气候环境经历了几次显著的波动。MIS₁5期地层中绝大多数蜗牛壳体被溶蚀,气候非常暖湿,夏季风强盛;MIS₁4是个弱冰期,蜗牛组合显示气候以凉湿为主,仍然有较强的夏季风影响;MIS₁3期以暖湿的气候为主,夏季风增强。对温湿蜗牛种类冠状砂螺（Gastrocopta coreana）含量变化的功率谱分析显示出明显的23ka周期,表明岁差轨道驱动的低纬太阳辐射是控制黄土高原夏季风变化的主导因素;冷干种类杂色虹蛹螺（Pupilla aeoli）含量变化具有明显的100ka和弱的43ka周期,说明即使在气候特征总体暖湿的背景下,冬季风仍具有以全球冰量（100ka）为主导周期的变化特征。在海洋和冰芯记录中MIS₁3和MIS₁5时期并不是最温暖的间冰期,但在黄土高原受到强夏季风的持续影响,这可能与此时北半球夏季太阳辐射量的增强和北大西洋深层流强度的加强有关。S5中S5SS₁与S5SS3两层强烈发育的古土壤可能有着不同的发育机制,S5SS₁因其较发育的母质、超长的成壤期,形成了比S5SS3更强的成壤特征。分析认为全球冰量与轨道驱动的北半球太阳辐射对MIS₁5¹3时期黄土高原气候环境的演替和冬、夏季风的消长起了主导作用。     

亚洲中部干旱区全新世气候变化的西风模式* ——以新疆博斯腾湖记录为例

位于受西风环流显著影响区的我国最大内陆淡水湖——新疆博斯腾湖提供了全新世亚洲中部干旱区气候变化的可靠记录。对该湖钻探岩芯、沉积年代以及孢粉、碳酸盐含量、粒度等代用指标分析结果表明,末次冰消期到全新世早期湖泊干涸,风砂沉积盛行,气候干旱;约8cal.kaB.P.以来现代湖泊形成,气候相对湿润,其中,约6.0~1.5cal.kaB.P.期间代用指标A/C值指示的流域湿度增加,盘星藻指示的湖泊深度最大,全新世最湿润时段发生在中晚全新世。博斯腾湖记录的早全新世干旱和中晚全新世湿润的气候框架得到中亚其他较高分辨率湖泊记录的支持,具有普遍性。亚洲中部西风影响区这一全新世气候变化框架与亚洲季风区早中全新世夏季风强盛、中晚全新世季风衰落的变化模式显著不同,具有近似反相位(out of phase)变化特征。广大中亚内陆干旱区中晚全新世湿润气候不大可能是东亚季风深入内陆造成的,更可能是通过西风环流与高纬度北大西洋相联系,其驱动机制需要更深入研究。