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。     

雪冰孢粉记录研究进展

孢粉作为一种可靠的代用指标,能够反映不同时间尺度古气候和古环境的变化信息。雪冰孢粉研究以雪冰中的植物花粉和孢子为研究对象,结合雪冰研究的特性和孢粉研究的优势,为气候重建提供了一种新的手段。雪冰孢粉是古植被的直接反映,可用于重建湿度、温度和人类活动。归纳了雪冰孢粉的古环境意义,总结了雪冰孢粉研究的空间分布状况,概述了雪冰孢粉记录的研究进展。现阶段雪冰孢粉研究在源区与传播特征、季节变化特征、辅助雪冰定年和古气候重建等方面均取得了良好的进展。北极地区有区域性的雪冰孢粉现代过程研究工作,而山地地区研究主要关注单个冰帽,并有若干学者在孢粉重建古温度以及孢粉重建古湿度等方面进行了定量化尝试。目前研究表明,雪冰孢粉对湿度变化的响应较为敏感,并且在温度重建方面具有极大潜力。特别在青藏高原,藜科、蒿属、禾本科以及莎草科花粉的百分比变化能够较客观地反映湿度变化信息。此外,雪冰孢粉记录的草原、草甸和荒漠植被类型的转变能够提供温度和湿度变化信息。但是,这些孢粉指标均具有一定的局限性,且其古环境指示意义研究也并不深入。青藏高原雪冰孢粉现代过程和古气候重建等应是未来值得关注的研究内容之一。     

冰芯包裹气体的稳定同位素和气体比值的高精度测量方法与校正

冰芯包裹气的稳定同位素和气体比值不仅可用于冰芯定年,也是反演古代大气组成及气候变化的重要指标,准确重建历史时期的气候信息对包裹气体同位素组成的测量精度和准确性有很高的要求。本文系统描述了冰芯包裹气体在实验室真空管线上提取、纯化,并在同位素质谱仪上测量的流程,详细介绍了氧、氮稳定同位素及其气体比值的校正方法。冰芯包裹气的稳定同位素和气体比值易受到多种过程的干扰,如现代大气污染、质谱仪的稳定性、气体比值不同引起的质量干扰等。针对以上问题,本研究在高真空条件下处理冰芯样品,利用零点校正检测仪器的稳定性,进行化学斜率校正消除气体比值不同对同位素值造成的质量干扰,并最终将所有数据以现代空气为标样进行均一化校正。经校正后的空气标样的氧、氮同位素值(δ¹⁸O、δ¹⁵N)和气体比值(δO₂/N₂、δAr/N₂)的外部精度分别为±0.043‰、±0.044‰、±0.7‰和±0.7‰。本研究重点强调了化学斜率校正对氧、氮同位素值的影响,综合2020年1月—2022年10月期间3次离子源更换后的化学...