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  地球冰冻圈子系统概念 1、冰川研究的发端:欧洲平原的大漂砾的成因(找具体材料)争论导致山岳 冰川的研究; 2、山岳冰川研究,形成冰川地貌学,动力学和经典的冰期间冰期学说;各地 四、 冰期模式不同引发争论(如中国东部冰期模式?青藏高原大冰盖的有无等? )原因——冰期沉积物易遭受后期的改造,冰期沉积不连续等。 3、大洋钻探,深海泥芯δ18O与冰盖体积相关,浮游有孔虫组合——转换函数 ——表层海水温度;黄土沉积,10万、银河至尊网址app4万、2万年周期;地球轨道,70N太 阳辐射,SST与δ18O的相位差,冰川的冰盖驱动说;问题:北极冰盖扩张与 收缩如何驱动全球气候?南极冰盖响应的机制是什么? 4、冰芯钻探:南极环境研究(稳定同位素与气温、降水的关系研究、气泡封 存机制研究、阴阳离子与环境的关系研究等),浅冰芯(成排)序列研究; 南极冰芯气泡研究,(大气成分变化CH4 、CO2)、北极冰芯——DO旋回,青 藏高原冰芯——MIS3的特殊性;全球变化——全球一致与地区特点的统一; 全球变化的区域响应对区域气候预测的重要性 冰川活动与冰期 1 .冰川活动与气候变化 四、 2 .冰期与间冰期 3 .冰盖生成和消亡的原因 4 .全球气候模型的结果 5 .冰芯记录 冰川活动与气候变化 冰川对于气候变化相当敏感。 当年平均气温降低冰雪消融减少,积累增加,雪线降 低,冰舌就推进。反之则会发生后退。 四、 雪线是常年积雪区的下限,在雪线位置冰川积累与消 融处于平衡状态,年平均气温约为0℃。 通常雪线高程与冰斗底部的高程基本一致,所以山地 古冰斗所在高程则可被看作是过去的雪线高程。 根据气温垂直递减率(environmental temperature lapse rate),即随山地高程增加气温递减(6.4℃/1 000m)的原理,如果确定了过去某一时期雪线与现今雪线 的高差,则可以推知当时气温与目前气温的差值 冰期与间冰期 冰期(glacial epoch)是指地球上气候显著变冷的 时期,高纬度地区的冰盖扩张,向中纬度推进,高山地区 的山岳冰川向低地伸展,引起海平面降低、气候和土壤生 物带向赤道方向迁移。在各个大陆以夏季风降水为主的地 四、 区,冰期时气候寒冷干燥,植被退化,某些内陆干旱地区 沙漠扩张,黄土推积,湖面收缩下降。在以冬季风降水为 主的内陆干旱地区气候则寒冷湿润,湖面上升扩张(如美 国西部的大盆地、中东的咸海和里海地区)。 间冰期(interglacial epoch)是指两次冰期之间的 温暖时间,冰川退缩,海平面回升,气候和生物带向两极 方向迁移。以夏季风降水为主的地区间冰期时气候温暖湿 润,湖面扩张,生物繁荣,内陆干旱地区流沙固定,黄土 地表会有土壤发育。以冬季风降水为主的内陆干旱区的气 候温暖干燥,湖泊收缩或者干涸,沙漠扩张。 冰期与间冰期 传统的冰期与间冰期划分 地质时代 全新世 晚期 更 中期 新 世 早期 气候期 冰后期 冰期 间冰期 冰期 间冰期 冰期 间冰期 冰期 阿尔卑斯 冰后期 玉木 里士—玉木 里土 民德—里土 民德 贡兹—民德 贡兹 中国东部 冰后期 大理(太白) 庐山—大理 庐山 大姑—庐山 大姑 鄱阳—大姑 鄱阳 中国西部 冰后期 珠穆朗玛 聂聂雄拉 希夏邦马 — 冰期与间冰期的新观念——以10万年为周期的气候变化旋 回 冰盖生成和消亡的原因 冰盖的形成和扩展 四、 冰盖的退缩和冰消作用 冰退作用的机制 冰芯记录 冰芯研究简史 20 世纪50 年代初期, 科学家们通过对自然界各种水体中氧同位 素的研究, 发现降水中18O/ 16O比率和大气过程(尤其是降水时的温度、 水汽来源和降水云系的历史) 有着密切关系, 并且这种关系不因降水 四、 形式的不同(降雨或降雪) 而发生变化。 Dansgaard[1 ]和Epstein[2 ]首先 将氧同位素比率可以反映气温的思想应用于冰川学研究, 发现粒雪层 中氧同位素比率变化与雪层层位特征及气温季节变化具有很好的一致 性。 于是, 1954 年美国科学家Bad2er[3 ]首先提出在极地冰盖钻取连 续冰芯以重建古气候环境的设想, 并在他的领导下美国军方雪冰与多 年冻土研究基地(USA SIPRE , 现名为美国寒区研究与工程实验室, 即 USA CRREL) 于1956 和1957年夏季在格陵兰Site 2 开展了深孔冰芯 钻取计划[4 ] . 1966 年, 第一支穿透格陵兰冰层的透底冰芯在Camp Century 地点获得, 长度为1 387 m[5 ] . 时隔两年, 第一支穿透南极冰 层的透底冰芯在Byrd站获得, 长度为2 164 m[6 ] . 1 冰芯记录 1 冰芯研究简史 目前已在两极冰盖及极区大冰帽的几十个地点钻取了中等深度( 200 m)以上的冰芯, 其中南极Vostok 冰芯是目前在极区钻取的深度最深(3 650 m) 、年代跨距最大( 400ka) 的冰芯. 然而与极地冰川不同, 中低纬度冰川 往往由于消融使其冰雪中的气候环境记录受到影响 , 于是直到20 世纪70 年 四、 代中期人们才开始探索开展中低纬度的山地冰芯研究. 当时瑞士提出了Alps 山地冰芯计划, 旨在揭示人类活动对于环境的影响, 以及揭示消融对于冰雪气 候环境记录的影响和冰雪中氢、氧同位素比率与气象要素的关系[7 ] .几乎在 Alps 山地冰芯计划开展的同时, 美国俄亥俄州立大学极地研究所(现名为“伯 德极地研究中心”) 也开始对热带秘鲁的Quelccaya 冰帽进行冰芯研究[8 ] , 并成功地在该冰帽上钻取了164 m 的透底冰芯[9 ] . 自此以来, 山地冰芯研究 便在全球中低纬度地区蓬勃开展起来, 其中在青藏高原西昆仑山钻取的古里 雅冰芯是迄今中低纬度所获得的长度最长(309 m) 、年代跨距最大(约760 ka[10 ,11 ]) 的冰芯. 冰芯对于过去全球变化研究 的贡献 冰芯以其分辨率高、记录时间长、信息量

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