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侯书贵教师课题组在青藏高原西南地香港区域市

来源:http://www.btxygg.com 作者:广东快乐10分预测 时间:2019-11-03 09:54

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南京大学地理与海洋科学学院侯书贵教授课题组,通过东天山地区一支长度为57.6m的浅冰芯重建了过去200年以来中亚粉尘源区的大气粉尘载荷状况。这是中亚地区迄今为止少有的高分辨率的长时间序列冰芯粉尘记录。本文主要取得以下认识:1)自1810年以来,中亚大气粉尘载荷存在3个低值期(1810-1829,1863-1940,1979-2004)以及2个高值期(1830-1862,1941-1978);2)在过去的200年中,大尺度大气环流模式北大西洋涛动可能是中亚大气粉尘释放的关键驱动因子;3)影响中亚地区大气粉尘载荷的区域气候因子包括降水、春季土壤湿度以及春季近地面风速。本研究对于认识我国西北部沙尘活动历史及其未来变化趋势研究具有重要意义。

研究显示近年喜马拉雅沿线春季森林火灾增加

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以上研究成果近日在Journal of geophysical Research: Atmospheres上以“A high-resolution atmospheric dust record for 1810-2004 AD derived from an ice core in eastern Tien Shan, Central Asia”在线发表(论文链接:

研究发现,藏色岗日冰芯中的左旋葡聚糖含量在2000年至2012年急剧升高。“藏色岗日冰川远离人类活动区,初步可以判断左旋葡聚糖信号主要来自青藏高原周边地区,与局地燃烧排放无关。”游超指出,人类农业废弃物燃烧等活动引起的火灾规模通常较小,产生的烟尘气溶胶等成分不易被远距离传输。

本研究得到了国家自然科学基金(41330526和41711530148)和中国科学院战略性先导专项B(XDB03030101-4)等项目的资助。

图2. 庙儿沟冰芯粉尘通量与不同代用指标重建的北大西洋涛动指数的关系

这次研究用的冰芯样品来自藏色岗日冰川。这是一个中纬度冰帽型冰川,位于青藏高原北部羌塘高原腹地。“冰芯是姚檀栋院士团队在2013年5月到6月期间,从海拔6070米处钻取的,全长208.62米。”游超告诉科技日报记者,这是中国科学家用自主设备钻取的最长的一支冰芯。

局地水汽再循环是影响青藏高原地区水循环的重要过程。然而,由于观测数据少且时间较短,目前有关青藏高原地区(尤其是青藏高原西北部地区)水汽再循环的研究较少且局限于季节尺度。侯书贵教授研究团队采用基于过量氘的水汽同位素平衡模型,尝试使用青藏高原西北部两支冰芯中的过量氘序列,来定量化分析高原西北部局地水汽再循环比在过去几十年的变化。结果发现,在过去几十年中,水汽再循环对高原西北部的降水贡献率接近50%,而且在最近十几年中呈现增强的趋势。这一现象可能是由过去几十年高原西北部地区气候及环境变化引起的。分析表明,过去几十年中,高原西北部的温度和降水显著增加,导致局地地表水汽蒸发加强,局地水汽再循环也随之增强。其次,高原地表植被覆盖度增加,蒸散作用的增加对局地水汽再循环也有一定的加强作用。

(地理与海洋科学学院 科学技术处)

根据卫星火点资料显示,青藏高原上风向中亚地区的生物质燃烧在同时期呈现出减弱趋势,而印度半岛北部地区呈现出明显的增强趋势,尤其是喜马拉雅山沿线地区春季强火灾事件。“春季火灾主要是森林火灾等植被火灾。”他解释。

图1 崇测冰芯和藏色岗日冰芯过量氘时间序列

粉尘作为大气气溶胶的重要组成成分, 对地球的气候系统、生物地球化学循环、水循环以及人类健康均有重要影响。中亚的干旱半干旱区以其广阔的面积以及所提供的巨大的粉尘量(仅中国西北地区每年向大气输送的粉尘量就达800 Tg ),成为全球变化研究的关键区域之一。我国西北部的天山山脉东段由广大的粉尘源区围绕,西南面有塔里木盆地中的塔克拉玛干沙漠,南面有柴达木盆地沙漠,北面有准噶尔盆地中的古尔班通古特沙漠,东面有戈壁沙漠和巴丹吉林沙漠,西面有穆云库姆沙漠和萨雷-伊施科特劳沙漠。因此,沉降在东天山山地冰川积雪中的不溶微粒可以直接反映大气中的粉尘信息。

青藏高原是反映亚热带亚洲地区生物质燃烧历史的关键地区。国内利用冰芯开展生物质燃烧历史相关研究起步较晚,“目前我们已获取了古里雅、敦德等深孔冰芯样品,等分析结果出来,有望提供过去数万年以来的生物质燃烧历史。”游超说,研究青藏高原冰芯里的“火历史”与气候变化之间的规律,可为研究亚洲地区区域碳循环、预测全球气候变化情境下该地区植被火灾的变化等提供科学参考。

图2 基于气象站和ERA-Interim数据获得的水汽再循环比率、温度和相对湿度序列

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从青藏高原冰芯中找寻火的踪迹

南京大学地理与海洋科学学院侯书贵教授研究团队在青藏高原西北部局地水汽再循环研究方面取得重要进展。研究成果以“Enhanced Recent Local Moisture Recycling on the Northwestern Tibetan Plateau Deduced From Ice Core Deuterium Excess Records” 为题在线发表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres(

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5月11日,中科院青藏所助理研究员游超接受科技日报记者采访时透露,根据冰芯里检测到的左旋葡聚糖含量变化,发现1990年以来,亚热带亚洲地区生物质燃烧呈增强趋势,他认为这主要由喜马拉雅沿线地区的春季森林火灾增加所致。

(地理与海洋科学学院 科学技术处)

图1. 东天山庙儿沟冰芯钻取位置示意图

(科技日报北京5月13日电)

“先在拉萨的冷库把冰芯劈开,一半存库备用,另一半按2—3厘米的厚度切割分段,冷冻运回北京。”游超介绍,运回的固体冰芯样品,分别用于测水体氢氧同位素、黑炭、粉尘、微生物、离子等指标。“这样充分利用取之不易的冰芯,最后还可以系统地汇总各项指标,全面分析气候和环境变化。”游超介绍,研究生物质燃烧检测的指标是左旋葡聚糖。

为什么用左旋葡聚糖作为生物质燃烧的特征分子标志物?游超解释,左旋葡聚糖是一种脱水单糖,只来源于植物体的纤维素和半纤维素物质燃烧的热裂解过程,煤、石油等燃烧不会产生左旋葡聚糖。同时,它在环境中有极高的稳定性,可确保被大气环流携带进行大尺度甚至全球尺度的传输。

青藏高原的冰川和周边地区的火活动有什么联系?一切还得从冰芯说起。

侯书贵教师课题组在青藏高原西南地香港区域市政局部水汽再循环研商方面拿到新进展。植被火灾增多,降水变化是“帮凶”。游超说,一方面受印度夏季风减弱影响,喜马拉雅山湿润地区降水减少会引起干季延长;另一方面,印度半岛西北部干旱半干旱地区降水增加,可供燃烧的生物量随之增多,共同导致了火灾增多。

冰芯里存着生物质燃烧留下的左旋葡聚糖

还原“火历史”,为植被火灾预测提供参考

侯书贵教师课题组在青藏高原西南地香港区域市政局部水汽再循环研商方面拿到新进展。目前,国外的研究团队已经从南北极地区冰芯中还原了过去几百年乃至数万年时间尺度的生物质燃烧历史。“但是南北极地区远离生物质燃烧剧烈的中低纬度地区。”游超介绍,姚檀栋院士团队前期的研究发现,青藏高原冰芯样品中左旋葡聚糖浓度比南北极地区高,为在青藏高原开展相关研究打下了基础。

中国科学院青藏高原研究所的一项研究,从冰里“看”到了火的记录。

青藏高原周边的南亚、东南亚和中亚地区是北半球生物质燃烧最旺盛的区域之一,其燃烧产生的烟尘气溶胶通过大气环流能够被携带传输到青藏高原地区,最终沉降在冰川表面,年复一年,逐层积累。在高海拔的冰川积累区获取冰芯,可重建过去的气候和环境变化信息。

侯书贵教师课题组在青藏高原西南地香港区域市政局部水汽再循环研商方面拿到新进展。本报记者 杨 雪

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关键词: 青藏高原 水汽 西北地区 粉尘