石笋年纹层记录的湖北神农架小冰期气候特征及成因

摘要

气候研究越来越关注过去2000年气候环境变化，尤其是近百年来的气候变化。这一时期存在着一些重要的气候事件，比如中世纪暖期、小冰期和二十世纪升温期，都是全球气候和环境变化研究的热点。小冰期是处在中世纪暖期和二十世纪升温期之间的一个短暂气候降温事件，气候背景比较特殊，因此搞清楚小冰期气候变化特征、起止时间、内部结构以及驱动机制有助于更好的理解和预测未来气候变化过程。
　　本文基于湖北神农架地区犀牛洞三支具有年纹层石笋的16个230Th年龄和1376个年纹层厚度，分别建立了具有年际分辨率的石笋纹层厚度曲线，发现其在整体趋势和细节变化上都有很好的一致性。通过归一化处理将三支石笋纹层曲线最终拼接为一条相对完整的石笋年纹层记录的复合时标(1180AD-1905AD)。精确标定出湖北地区典型的小冰期气候寒冷事件，该事件开始于约公元1365年，结束于公元1710年，持续时间为345年。期间季风气候变化呈现出两谷夹一峰的模式，内部更有次一级的波动，表明小冰期并不是持续的降温事件，而包含了几次冷暖波动。在事件结构和转型模式上与同区域的和尚洞以及不同区域的贵州龙泉洞和印度Jhumar洞石笋记录对比在重叠时段具有很好的一致性，表明气候变化具有大范围的区域一致性。
　　关于小冰期气候的驱动机制有很多，其中太阳活动和火山活动是两个备受争议的因子。将石笋纹层厚度与太阳活动以及火山活动的对比发现，石笋对太阳活动的变化反应+比较灵敏，而对火山活动有一定的滞后效应。另外，小冰期气候变化是各种因素的综合作用，不能忽略自然变化、温室气体浓度以及人类活动等诸多因素的影响。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 国内外气候的研究进展

1.1.1 冰芯、树木年轮、历史文献等研究记录

1.1.2 石笋研究记录

1.2 论文选题的理由和意义

1.3 研究方法、技术路线和工作量统计

第二章 材料和方法

2.1 区域环境

2.2 洞穴概况

2.3 石笋材料

2.4 研究方法

2.4.1 稳定同位素铀系测年

2.4.2 石笋氧碳同位素样品的采集、测试方法

2.4.3 石笋纹层统计

2.4.4 归一化方法简介

第三章 高精度石笋时标的建立

3.1 石笋230TH测年结果

3.2 石笋生长速率

3.3 时标的建立

第四章 石笋年纹层记录

4.1 石笋材料的年层性

4.1.1 纹层界面

4.1.2 年纹层类型

4.1.3 纹层的光性特征

4.2 石笋年纹层的气候意义

4.3 犀牛洞石笋纹层厚度

4.3.1 同一洞穴石笋纹层厚度对比

4.3.2 犀牛洞石笋复合时标建立

4.3.3 复合时标检验

第五章 小冰期时期气候变化特征

5.1 小冰期气候的研究进展

5.2 犀牛洞石笋记录的小冰期变化

5.2.1 小冰期内部结构

5.2.2 小冰期成因

第六章 结论

参考文献

致谢