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Picarro | 青藏高原中部冰芯氣泡δ18O指示晚全新世冰川變化

日期: 2024-02-26
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在青藏高原的腹地,巍峨的唐古拉山脈佇立于世界之巔,其冰川如同大自然的年輪,默默記錄著地球氣候的每一次微妙變化。冰川之中,那些被冰封的氣泡,就像是時(shí)間的容器,保存著過(guò)去氣候的密碼。

冰芯氣泡,是冰川積累過(guò)程中空氣被困于冰層之中形成的。它們不僅僅是簡(jiǎn)單的空氣囊泡,而是攜帶著過(guò)去氣候信息的寶貴資源。當(dāng)雪花飄落并逐漸積累成冰時(shí),其中的空氣被封存,形成了氣泡。這些氣泡中的空氣成分,包括溫室氣體如二氧化碳和甲烷,以及它們的濃度,都是反映當(dāng)時(shí)大氣成分的重要指標(biāo)。

科學(xué)家們通過(guò)分析這些冰芯中的氣泡,揭示了氣候變化的歷史,而冰芯中的δ18O值更是成為了解這一歷史的關(guān)鍵線索。


青藏高原中部冰芯氣泡δ18O指示晚全新世冰川變化
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Picarro | 青藏高原中部冰芯氣泡δ18O指示晚全新世冰川變化

冰芯中的氣泡是冰初形成時(shí)的地球大氣,蘊(yùn)含了關(guān)于過(guò)去的無(wú)窮訊息,是研究古大氣環(huán)境最直接的方法,且已廣泛用于區(qū)域或全球氣候重建。極地和高山冰川冰芯中空氣含量的變化除了與積雪速率和氣溫變化有關(guān),主要與太陽(yáng)輻射強(qiáng)度有關(guān),已用于建立冰芯年代學(xué)。冰芯氣泡的氧同位素比率(δ18Obub)可以指示氣溫高低的變化。然而,由于缺乏長(zhǎng)期連續(xù)的數(shù)據(jù)記錄,人們對(duì)其在山地冰川中的氣候影響知之甚少。

基于此,在本文中,來(lái)自中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所的研究團(tuán)隊(duì)在青藏高原中部的唐古拉冰山(33°06'36.6' N,92°04'24.4' E)鉆取了190.3 cm長(zhǎng)的冰芯。通過(guò)描述和分析其物理特性(例如密度、積雪厚度、空氣含量和污染層)、檢測(cè)放射性核素-β活度、檢測(cè)β粒子數(shù)并計(jì)算冰芯放射性強(qiáng)度、測(cè)量不溶性微粒濃度和可溶性無(wú)機(jī)離子濃度、測(cè)量冰芯δ18O值(利用Picarro L2130-i水同位素分析儀)以及δ18Obub值來(lái)調(diào)查δ18Obub的氣候影響及其所包含的氣候信息。

Picarro | 青藏高原中部冰芯氣泡δ18O指示晚全新世冰川變化

唐古拉冰川地理圖

【結(jié)果】

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Picarro | 青藏高原中部冰芯氣泡δ18O指示晚全新世冰川變化

唐古拉冰川10m冰芯層數(shù)定年結(jié)果
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Picarro | 青藏高原中部冰芯氣泡δ18O指示晚全新世冰川變化

全新世晚期以來(lái)唐古拉冰芯δ18Obub的變化結(jié)果

【結(jié)論】

基于年層數(shù)法,對(duì)比冰芯中空氣含量的變化與太陽(yáng)總強(qiáng)度,重建了冰芯年代學(xué)。結(jié)果表明,該冰芯的年齡跨度約為3600年(公元前1610年至公元2004年)。因?yàn)楸竞捅練馀葜g沒(méi)有明顯的年齡差異,冰芯年代學(xué)也可作為冰芯氣泡年代學(xué)來(lái)討論其千年變化。通過(guò)對(duì)唐古拉冰川表面成冰過(guò)程的分析和冰芯δ18Obub影響因素的探討,作者發(fā)現(xiàn)唐古拉冰芯δ18Obub的變化與冰川的積累或融化密切相關(guān)。暖期冰川有冰雪融水時(shí),由于氣體與融水之間通過(guò)物理和化學(xué)過(guò)程進(jìn)行氧同位素交換,δ18Obub值比自然大氣δ18Oatm值更偏負(fù)。在寒冷期,粒雪在冰川上積累,由于重力分餾作用,δ18Obub值偏正。唐古拉冰芯δ18Obub的變化表明,在過(guò)去大約3600年,青藏高原中部冰川經(jīng)歷了4次積累期和3次融化期。最強(qiáng)烈的積累期為公元前1610-450年,也可分為兩個(gè)獨(dú)立的階段。另外兩個(gè)積累期分別為公元200-300年和1230-1900年,青藏高原中部冰川融化最顯著的時(shí)期為近100年。另外兩個(gè)融化期分別為公元前300年-公元200年和公元300-1230年。通過(guò)對(duì)晚全新世以來(lái)青藏高原中部與青藏高原各地區(qū)或北極圈冰川和氣候變化的比較,發(fā)現(xiàn)青藏高原各地區(qū)氣候變化并不完全一致。與青藏高原其他地區(qū)相比,氣候事件(如小冰期)在青藏高原中部不顯著。晚全新世以來(lái)唐古拉冰川的變化與北半球高緯度地區(qū)的氣候變化(如北大西洋濤動(dòng))密切相關(guān)。

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2024 - 09 - 30
沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)是一種位于海洋與陸地交界處的生物多樣性豐富的獨(dú)特生態(tài)環(huán)境。它不僅具有重要的生態(tài)功能,在碳儲(chǔ)存、環(huán)境凈化和防風(fēng)護(hù)堤方面發(fā)揮著重要作用,還對(duì)人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)有著極大的支持和調(diào)節(jié)作用。氨氣是大氣環(huán)境中含量豐富的堿性氣體,其在沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)中的作用不可忽視。但是,過(guò)量的氨氣輸入也給其帶來(lái)了一系列問(wèn)題。沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)NH3源和匯研究背景介紹氨(NH3)是大氣中含量最多的堿性氣體。在氣溶膠形成中發(fā)揮重要作用,而氣溶膠會(huì)對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生不利影響,同時(shí)會(huì)降低能見(jiàn)度,改變地球輻射平衡,并通過(guò)大氣沉積促進(jìn)活性氮(Nr)的全球再分配。農(nóng)業(yè)集約化是NH3的主要人為來(lái)源,導(dǎo)致進(jìn)入生物圈的Nr增加一倍。NH3的其他來(lái)源包括工業(yè)過(guò)程、車(chē)輛排放及土壤和海洋的揮發(fā)。農(nóng)業(yè)和城市源通過(guò)大氣沉積過(guò)程直接或間接排放NH3,其會(huì)改變鹽沼的結(jié)構(gòu)和功能。此外,大氣沉積過(guò)程是NH3進(jìn)入沿海水域的主要途徑, NH3沉積到敏感的...
2024 - 09 - 30
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2024 - 06 - 11
摘要土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)在全球碳循環(huán)中起著非常重要的作用,而高光譜遙感已被證明是一種快速估算SOM含量的有前景方法。然而,由于忽略了土壤物理性質(zhì)的光譜響應(yīng),SOM預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性和時(shí)空可遷移性較差。本研究旨在通過(guò)減少土壤物理性質(zhì)對(duì)光譜的耦合作用來(lái)提高SOM預(yù)測(cè)模型的時(shí)空可遷移性?;谛l(wèi)星高光譜圖像和土壤物理變量,包括土壤濕度(SM)、土壤表面粗糙度(均方根高度,RMSH)和土壤容重(SBW),建立了基于信息解混方法的土壤光譜校正模型。選取中國(guó)東北的兩個(gè)重要糧食產(chǎn)區(qū)作為研究區(qū)域,以驗(yàn)證光譜校正模型和SOM含量預(yù)測(cè)模型的性能和可遷移性。結(jié)果表明,基于四階多項(xiàng)式和XG-Boost算法的土壤光譜校正具有優(yōu)異的準(zhǔn)確性和泛化能力,幾乎所有波段的殘余預(yù)測(cè)偏差(RPD)均超過(guò)1.4?;赬G-Boost校正光譜的SOM預(yù)測(cè)精度最 高,決定系數(shù)(R2)為0.76,均方根誤差(RMSE)為5.74 g/kg,...
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