古里雅冰芯矿物微粒特征及其来源研究

摘要

青藏高原以其高耸的地势产生的热力、动力作用和对大气环流的影响调控亚洲干旱、半干旱地区的分布及其表面状况。陆地表面的这种变化直接控制着亚洲大气气溶胶的释放与沉积，进而不可逆地改变地球大尺度的能量平衡。高亚洲冰芯记录了冰冻圈温度、降水变化和冰川覆盖状况信息。毗邻亚洲干极塔克拉玛干沙漠、位于西风带主流线上的西昆仑山脉冰川作为青藏高原的冷极，全年受控于西风，在地理位置上起着承接中亚、联结青藏高原主体、带动东、北亚干旱、半干旱地区，其冰芯微粒组成特征及其来源的认识能够为亚洲陆面状况变化研究和西风带变迁研究提供重要线索。 大气气溶胶在气候驱动因素占有极其重要的地位。冰芯中的微粒是现代和过去大气气溶胶记录，是研究沙尘源区和大气环流变化的重要气候代用指标。微粒粒度组成、矿物组成和形貌特征具有重要源区示踪意义。对古里雅长冰芯进行系统取样分析，该冰芯微粒粒径分布表明微粒主要由背景粉尘和近源粉尘组成；X射线衍射分析表明，其矿物组成相对比较一致，主要由石英、长石、云母、绿泥石、白云石、方解石等组成，表明该冰川自形成以来微粒源区的位置和风向没有发生明显变化。微粒形貌特征研究表明微粒主要是由局地高山寒冻风化为主的区域微粒组成，同时也在部分层位有冰川微粒和局地火山微粒，长距离搬运作用的典型风成微粒很少见。因此，古里雅冰芯微粒源区具有明显的火山活动和冰川作用特征，并以高山寒冻风化为主要风化方式。 通过对近年来的MODIS卫星遥感影像和沙尘天气预报模式预报结果分析表明古里雅冰川现代沙尘主要源区位于昆仑山脉西段的西昆仑山脉与喀喇昆仑山脉之间的裸露地带以及塔里木盆地西南隅山区，表明青藏高原本身是一个重要的粉尘源区。塔里木盆地沙尘与青藏高原的沙尘具有大致相同的沙尘天气过程，主要受西西伯利亚冷高压东移天气过程影响，但是，塔里木盆地沙尘主要向东移动，向南翻越昆仑山脉沉降在昆仑山脉的沙尘不占多数。 冰芯微粒数量随冰芯记录的气候变化研究表明，微粒数量与气候之间存在低温高粉尘．高温低粉尘的特征的规律。这与西昆仑地区的降水来源有关，高温使得西风北支北移提前、西南季风强盛带来较多的降水，湿润了上述微粒源区；低温使得西风北支强盛，西南季风萎缩，降水减少，微粒源区沙尘活动活跃。但是，在末次冰期晚期，即末次冰盛期前期37-24kaB．P约有13,000年左右的异常现象，即高温高粉尘(37-30kaB．P.)、低温低粉尘(30-24kaB．P)气候相继出现。对高温高粉尘段冰芯微粒研究表明，微粒中含有火山微粒，可能是区域火山喷发导致的。低温低粉尘期间，出现冰川形成以来的最低氧同位素值，温度极低，微粒浓度也为最低值。基于古里雅冰芯微粒主要来源于上述沙尘局地源区，推测是雪冰覆盖了上述微粒源区引起的。利用遥感影像对喀喇昆仑山区与西昆仑山脉之间的冰川遗迹U形谷和冰碛物等冰川遗迹调查研究表明，青藏高原阿克塞钦西部地区周边山地，冰川末端下限曾达到海拔4,600m以下，上述粉尘源区曾经为冰川覆盖、存在过小冰盖。

目录

文摘

英文文摘

绪论

第一章冰芯微粒研究现状

第一节大气气溶胶在气候中的作用研究

第二节冰芯中粉尘的来源及其记录

第三节末次冰盛期时的高粉尘浓度研究

第四节亚洲粉尘与气候变化

第二章研究区概况与古里雅冰芯研究进展

第一节研究区自然地理概况

第二节古里雅冰芯主要研究进展

第三章古里雅冰芯微粒特征

第一节古里雅冰芯微粒粒径分布特征

第二节古里雅冰芯矿物组成特征

第三节古里雅冰芯微粒微形貌特征

第四章古里雅冰川现代粉尘源区研究

第一节极轨卫星云图沙尘源区研究

第二节沙尘天气模拟与静止卫星云图对比研究

第五章古里雅冰芯记录的环境事件研究

第一节古里雅冰芯微粒来源研究

第二节30～24 kaB.P.的低温低粉尘事件

主要结论

参考文献

在站期间的主要科研活动

致谢