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中国晚第四纪古湖泊水量恢复与古大气环流重建

薛滨  
【摘要】:本篇博士学位论文主要是关于中国晚第四纪古湖泊数据库(CLSDB)的建立及相关的古气候环境研究,具体包括以下四个方面的研究内容: (1) 中国晚第四纪古湖泊数据库的建立及其在东亚区古气候研究中的应用。根据全球古湖泊数据库的统一标准,建立中国晚第四纪古湖泊数据库;数据库的湖泊记录排除了非气候因子以及非直接气候因子影响的记录,可以客观地反映湖泊流域范围的气候变化;进而根据区域性湖泊水量的同步变化可以过滤掉个别湖泊受局部因素影响的水量波动,从而可以反应出较大范围的降水及有效降水等气候变化的状况。中国晚第四纪古湖泊数据库将收录近80个湖泊点的资料。其产生的湖泊古水量记录,不仅可以用来研究晚第四纪以来中国大陆大气环流空间变化类型,还可以用来评价与检验不同古气候模型在东亚季风区的模拟结果,为模型的改进作出贡献。 (2) 根据中国古湖泊数据库产出的古水量记录,分析研究了晚第四纪以来,3个特征时期,即末次间冰介(30kaBP前后)、末次冰盛期(18kaBP)以及全新世中期(6kaBP),我国不同气候区的降水和有效降水状况,及相应的大气环流的总体格局。分析表明:30kaBP前后我国中西部普遍表现为高湖面特征,主要由强盛的西南季风所引起;18kaBP中西部高湖面主要是西风带南移并且强度加大的结果,但高湖面的程度与分布范围较30kaBP前后已有明显的减少,而我国中东部受强盛的冬季风控制;6kaBP中东部高湖面与加强的东亚夏季风有关,中西部湖泊水位的下降在于西风带的北移与萎缩。湖泊数据与现有全球古气候模型(CCM2、UGAMP2.0、ECHAM3.2)之间、以及不同模型在中国大陆范围对6kaBP模拟之间的比较研究,均表明既有一致的地方,但差异更为显著。湖泊地质资料与模型模拟结果两者相一致时,模型模拟可为地质现象提供物理机制解释,而两者不一致时,则需要对模型作进一步的修改。 (3) 末次冰盛期(18kaBP)是两万年来距人类环境最近、与现代反差最大的气候时期。根据中国古湖泊数据库产出的古水量记录,对这一典型气候时段进行实例分析。东部地区的低湖面反映了东南季风极度萎缩,主要受夏季降水量剧减影响。西部地区的高湖面,在空间上与地中海地区和中亚的高湖面连成一带,对比国际古气候模型模拟的结果,显然该高湖面与西风带强度和位置变化有关。西风带强盛和位置南迁将提供冷空气南侵比现代更加频繁、有利于冷暖气流交汇在比现代更南的纬度生成的环流形势,这可能是诱发我国西部降水增多的重要生成条件。同时冰期中的低温引起了蒸发量降低,可能导致湖水相对损失减少,致使高湖面能够持续。冰期低温造成的低蒸发,使得沿西风带南界流域水量能够聚集在湖盆中,形成我国西部地区的相对湿润气候。 (4) 中国古湖泊数据库同样收录了迄今所有具有确定测年数据的古湖泊水位面积的定量资料。已有研究表明,可以应用湖泊的水热平衡模型,进行湖泊流域古降水量的估算。因此,根据系统的古湖泊水位面积资料,通过合理的统一的参数预置,可以估算不同湖泊盆地晚第四纪不同特征时期(末次间冰介、末次冰盛期、全新世中期)的古降水量值,进而可重建晚第四纪不同时段降水的空间分布规律。30kaBP恢复的古降水量,表明我国西部降水较多,青藏高原南部与高原东北部的降水较少,而高原的其它部分,以及高原以北的沙漠地区的降水较这两区域高:18kaBP的古降水恢复表明,青藏高原的南部是高原地区古降水明显偏高的一个单元,另外,高原的主体部分降水的分布有从西往尔减少的趋势:6


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