| 题名 | 南极洲伊利莎白公主地区250多年来气候环境记录研究 |
| 作者 | 张明军 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2000 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 李忠勤 |
| 关键词 | 气候变化 历史气候 伊利莎白公主地区 南极洲 |
| 中文摘要 | 南极洲伊利莎白公主地区位于南极大陆东部（66－75°S，70－90°E 之间），这一地区自然环境恶劣，是南极冰盖研究的空白区。1996／1997年中国首次南极内陆冰盖考察的线路即在这一区域内，该考察是1991年由SCAR（国际南极研究科学委员会）协调的ITASE（国际横穿南极科学考察）计划的重要组成部分，因此，本次考察获得的资料是完善南极气候资料的关键资料，同时也为研究南极冰盖气候特征及其对全球变化的影响提供了新的依据。考察期间，导师李忠勤研究员在中山站至Dome A方向近300公里的断面上挖了七十余个雪坑，每个雪坑深50－60厘米（根据本地区的积累率资料，50－60厘米厚的雪层代表1到2年的积雪），每隔10厘米取一个样，共计300余个样品。并分别在LT921（71°10.750' S, 77°21.198' E）处和LGB65 （71°50.735' S, 77°55.319' E）处挖了两个深2.5m和3.5m的雪坑，还在LGB65处钻取了一支50m长的雪芯。所有样品在室内进行了主要阴、阳离子和δ~(18)O的分析测试，本文基于上述资料，对南极洲伊利莎白公主地区冰川化学、各种离子来源、传输路径和沉积方式以及本地区250年来的气候环境变化等问题做了初步研究，主要结论如下：1．南极洲伊利莎白公主地区从中山站至Dome A方向近300公里范围内气温和降水都呈现从沿海向内陆递减的趋势，气温从沿海向内陆持续递减，降水在递减的总趋势下表现出地段性。本地区的气温变化主要受控于地形的变化，降水主要以由动力抬升形成的地形雨为主。2．南极洲伊利莎白公主地区，海盐离子比陆盐离子更易表现出年层效应。尽管在浅表层坑内，δ~(18)O和Cl~-，NO_3~-，Na~+一样表现出良好的年层效应，但随着深度的增加，δ~(18)O在本地区的年层效应在3m左右（约10年）消失，而Cl~-，NO_3~-和Na~+在我们研究的50m雪芯范围内（约250年）都表现出清晰的季节变化层。3．通过对南极洲伊利莎白公主地区两个雪坑nssSO_4~(2-)浓度值的分析，我们在雪层中检测到发生于1991年6月的Pinatubo火山爆发和1991年8月的Cerro Hudson火山爆发的痕迹。同时50米雪芯nssSO_4~(2-)浓度值的分析结果表明此雪芯记录了过去250年来的16次火山活动，尽管个别年份的火山活动会因种种原因损失部分环境信息，然而对大多数火山活动而言，由于火山活动使雪芯中的高nssSO_4~(2-)浓度值持续2－3年。同时，结合前人的工作，我们过一步提出，对于中小尺度的火山活动，可能在积累率低的地区更易检测到，而要通过火山活动信号在冰芯中出现的时间与火山活动的时间差判断火山与冰芯钻取地点的距离，还必须进一步提高冰芯的定年精度。4．通过对南极洲伊利莎白分主地区50米雪芯的精细定年，恢复了本地区250年来的积累率，并根据δ~(18)O值的变化特征分析了本地区250年来的气温变化特征。结果表明，二百五十年来，伊利莎白公主地区的积累率和气温都呈现增加趋势，同时又表现出很强的阶段性，大致可以1860年为界为为两段，1860年以前气温和积累率都呈现明显增加趋势，而1860年以所气温明显降低，积累率变化不明显。无论是1745－1860年，还是1860－1996年，积累率的变化幅度都比较小，而对气温来说，降温过程的变化幅度明显大于升温过程中的变化幅度。同时，在这一大阶段下，δ~(18)O和积累率可以约每50年为周期划分出若干小阶段，每一小阶段又有不同的水热组合状况，总体说来，基本上都表现出气温升高降水增加，气温降低水减少的特点。从250年的时间尺度考察近半个世纪以来气温和降水的结果表明虽然目前两者都呈现上升的趋势，但都不是历史上的最高值，即由于人类活动引起的气候效应在本地区反映不明显。与别人的研究结果对比表明，本地区无论在几十年尺度上，还是在百年尺度上，气候变化趋势都比较复杂。5．南极冰盖中海盐离子（主要指Cl~-，Na~+，Ma~(2+)，ssSO_4~(2-)）通过近距离低空传输到南极冰盖，而nssSO_4~(2-)和NO_3~-很可能是通过远距离高空传输到极地冰雪中，具体过程为：nssSO_4~(2-)和NO_3~-在对流层顶部平流层底部呈带状输送到极地上空，然后辐射下沉，再辐散到其它地区。6．南极洲伊利莎白公主地区主要离子的浓度不存在稀释现象，即离子浓度不受积累率的影响。本地区各主要离子干、湿沉积所占比重的计算结果表明，南极洲伊利莎白公主地区离子沉积方式以湿沉积为主，且海盐离子（Cl~-，Na~+和Mg~(2+)）湿沉积比重Ca~(2+),NO_3~-和SO_4~(2-)）。另外，nssSO_4~2与δ~(18)O关系的研究结果表明火爆发的中、短期气候效应在本地区反应不明显。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 65 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21904]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张明军. 南极洲伊利莎白公主地区250多年来气候环境记录研究[D]. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2000. |
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