过量氘新的定义及其在极地地区的应用综述

水汽中过量氘主要受蒸发过程中非平衡动力分馏控制,而水汽冷凝过程一般认为同位素发生平衡分馏,平衡分馏过程对降水及水汽中过量氘影响较小,因此理论上可以利用冰芯过量氘记录进行水汽源区环境条件的定量重建。在极地地区,较低的温度导致水汽的冷凝程度较高,氢(δD)与氧(δ~(18)O)稳定同位素的斜率受与温度有关的平衡分馏系数显著影响,因此极地降水中过量氘实际上还受平衡分馏系数影响;此外,随着水汽冷凝程度的升高,水汽中δD/δ~(18)O值越来越低,δD和δ~(18)O之间的非线性关系越来越明显,这导致传统线性过量氘(定义为d_(excess)=δD-8δ~(18)O)的值还受同位素值本身的影响。因此,上述线性过量氘定义的不足使得利用极地冰芯过量氘记录进行水汽源区环境条件定量重建的精度受到了很大的限制。为了弥补传统线性过量氘定义的不足,近年来一些研究者提出了过量氘的对数定义和指数定义。本文旨在说明传统线性过量氘定义的不足,详细介绍两种过量氘新定义的基本原理与优势、最新研究进展及其在极地地区的应用前景。     

喜马拉雅山雪冰主要离子的时空变化特征及来源分析

对喜马拉雅山不同地区的3个雪坑和2个浅雪芯及东绒布冰川80.36 m冰芯的主要阴阳离子数据进行了分析.结果表明:主要离子浓度具有显著的季节变化特征,非季风期各主要离子浓度以高值为主,夏季风期离子浓度以低值为主;但Cl-、Na 和K 等也表现出偶然的高浓度事件.东绒布冰川雪坑和达索普浅雪芯的Na 、K 和Cl-的浓度均远高于喜马拉雅山南坡的卓奥友雪坑和Nun Kun浅雪芯的相应值,前者为后者的数倍,表明Na 、K 和Cl-的浓度受地理位置的影响显著.喜马拉雅山南坡卓奥友雪坑的NH4 浓度远高于喜马拉雅山北坡各雪坑、浅雪芯的NH4 浓度,表明喜马拉雅山对NH4 的传播起到了显著的屏障作用,但喜马拉雅山对粉尘来源离子(如Ca2 和Mg2 等)的空间贡献并不是一个有效的屏障.HYSPLIT_4模式模拟的空气轨迹图表明,喜马拉雅山地区冬春季的雪冰主要离子主要是来自南亚的塔尔沙漠以及西亚的干燥少雨的高原地区,或更遥远的北非撒哈拉沙漠,而并非通常认为的中亚和我国西北干旱、半干旱区.     

冰芯记录的过去1000年青藏高原温度变化

根据青藏高原4支记录超过1000 a的冰芯（普若岗日冰芯、古里雅冰芯、达索普冰芯和敦德冰芯）中氧同位素（d18O）10 a平均值变化，研究了青藏高原最近1000 a来的气温变化。4支冰芯记录的过去1000 a气温均是在冷暖波动中逐渐上升，但在变化幅度上存在区域性差异。利用4支冰芯记录恢复的青藏高原千年气温曲线表明，青藏高原中世纪暖期持续到13世纪，期间经历了3个暖期和冷期；14世纪和16世纪是相对冷期，15世纪和17世纪是相对暖期，17世纪末至1920 AD气候冷暖波动频繁；以后快速升温至今,目前为过去1000 a来最暖期。青藏高原过去1000 a气温的总体变化趋势与北半球气温的变化趋势基本相一致。     

乌鲁木齐河源冬季积雪淋溶作用的实验结果

乌鲁木齐河源冬季积雪样品的对比淋溶实验结果表明 ,积雪最初融水中发生离子富集现象 ,尤其对于经过多次融冻循环的积雪样品 ,Cl-,NO-3 和SO2 -4 的最大浓缩系数可分别高达 2 .7,4.0和4.5 ,因此有理由认为积雪融化是产生淋溶现象的先决条件 ,但发生该现象的根本原因在于积雪内不同离子成分的存在位置有所差异 ,并且融 -冻循环过程可增强积雪的淋溶作用程度及其淋溶择优性 .     

北极巴罗Elson湖过去450年气候与环境变化记录

北极阿拉斯加巴罗地区Ｅｌｓｏｎ湖长６０ｃｍＡＢ—６７钻孔岩芯提供了过去４５０年连续的高分辨环境变化记录。综合分析²¹⁰Ｐｂ测年、沉积物粒度、有机质、化学元素和微体古生物化石等资料，一致反映出巴罗地区过去４５０年的气候、环境变化过程存在如下３个阶段：１)大约１５４０～１７４０年，为低海面寒冷时期；２)１７４０～１８２７年，为气候转暖－海侵过渡时期；３)１８２７年至今，为继续海侵－气候波动变暖时期。其中１８００年前后和１９４０年前后，气温较高。１９２１～１９９３年巴罗的气温记录说明，北极地区气温不仅有明显的１０ａ和６０ａ周期变化，而且年平均温度变幅极大，达４．５℃。显示极地气候变化特别强烈并不反映大幅度升温。近２０年来的变暖趋势是１８２７年以来自然的气候波动变暖的继续。     

唐古拉山冬克玛底冰川雪层中淋溶作用的初步研究

利用唐古拉山冬克玛底冰川雪坑和表层积雪样品的实测资料，初步探讨本区雪层中离子淋溶作用的特征，影响因素及其对冰芯记录的干扰。研究发现淋溶作用能够对数周至数月时间尺度的雪层记录产生“平滑”作用，但不会影响冰芯记录的长期变化趋势。     

北极巴罗Elson湖过去450年气候与环境变化记录

北极阿拉斯加巴罗地区Ｅｌｓｏｎ湖长６０ｃｍＡＢ—６７钻孔岩芯提供了过去４５０年连续的高分辨环境变化记录。综合分析２１０Ｐｂ测年、沉积物粒度、有机质、化学元素和微体古生物化石等资料，一致反映出巴罗地区过去４５０年的气候、环境变化过程存在如下３个阶段：１）大约１５４０～１７４０年，为低海面寒冷时期；２）１７４０～１８２７年，为气候转暖－海侵过渡时期；３）１８２７年至今，为继续海侵－气候波动变暖时期。其中１８００年前后和１９４０年前后，气温较高。１９２１～１９９３年巴罗的气温记录说明，北极地区气温不仅有明显的１０ａ和６０ａ周期变化，而且年平均温度变幅极大，达４．５℃。显示极地气候变化特别强烈并不反映大幅度升温。近２０年来的变暖趋势是１８２７年以来自然的气候波动变暖的继续。     

国际冰芯与气候环境研究新进展--关于国际"冰芯与气候"会议

2001年8月19～23日, 在格陵兰举行了规模空前的"冰芯与气候"国际盛会, 会议展示了冰芯与气候环境研究的最新进展. 文中介绍这次会议并概括了近年来的主要研究进展. 与南北极地区的冰芯研究相比, 中低纬度地区冰芯研究是近年来国际冰芯研究中发展最快的. 在这一研究中, 中国科学家做出了重要贡献并得到了国际同行的高度评价.     

东南极中山站-格罗夫山考察沿线海源物质空间分布特征研究

对东南极Lambert冰川东缘中国南极科学考察(CHINARE)沿线中山站-格罗夫山(距海450 km)段雪坑(或粒雪芯)中海源离子(Na+,Cl?,nss-SO42?和MSA)的分布状况进行了分析.海盐离子(Na+和Cl?)浓度在距离海岸带100 km以内(高程低于1500 m)呈现指数降低趋势,统计结果表明距海远近及海拔是影响内陆地区海盐离子的沉积浓度的两项重要因子.随着向内陆距离的增加,Cl?/Na+比值呈增长趋势,同时伴随标准偏差波动幅度的增加,表明东南极内陆地区可能存在除海盐之外其他来源的贡献.格罗夫山地区9个采样点获取的样品中Na+和Cl?离子的浓度高于CHINARE沿线与格罗夫山相似距海距离的采样点,格罗夫山的低海拔及特殊的地形条件可能是导致较高浓度的主要原因.考察沿线样品中nss-SO42?和MSA两种不同的硫化物呈现不同的变化趋势,相比MSA,nss-SO42?呈现出随距离的增加更为显著的降低趋势,表明不同的来源及传输途径可能对内陆地区两种硫化物的沉积具有重要影响,不同研究点两者的相关系数进一步支持了该研究结论.     

祁连山老虎沟12号冰川退缩对细菌优势种群影响的初步研究

随着全球冰川正在越来越多的地区融化, 冰川微生物资源很可能会由于冰川退缩而未被人类所发现就已受到生存的威胁而濒危.以祁连山老虎沟12号冰川消融区和末端雪样及末端土样为研究对象, 采用培养方法、分子鉴定, 研究冰川雪样优势菌群在冰川末端土样的分布状况及生理生化指标变化情况, 分析冰川细菌优势菌群在冰川退缩后适应非雪环境的能力.结果表明: 冰川末端雪样优势菌为1BW1和1BW2所代表的Pedobacter, 该属在冰川消融区雪样和冰川末端土样中未分离到; 冰川消融区雪样优势菌为2BW所代表的Acinetobacter, 该属在冰川末端雪样中的数量较少, 在冰川末端土样中的数量更少.不同采样位点16S rRNA序列相似性高的菌株其生理生化特征比相同采样位点的大.因此, 冰川冰退缩可能会引发冰川雪样中的优势种群不能适应新环境而灭绝. 应加强冰川细菌资源利用和保护的研究基础.