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古里雅冰芯记录亚洲干旱区环境演化史
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科学人
网站 2004-07-08
通过研究青藏高原中部和北部冰雪中的物质成分，中国科学院研究人员姚檀栋、邬光剑等发现，可溶气溶胶中的主要阳离子——陆源钙离子与大气降水和冰雪的酸碱性密切相关，可以作为中低纬干旱区周边山地冰芯中反映大气成分和环境变化的良好指标。利用这一指标重构亚洲干旱区的环境演化史，可反映到百年尺度上的变化细节。
中国科学院青藏高原研究所所长姚檀栋研究员介绍，作为大气中的主要杂质，粉尘在全球气候变化中具有重要作用。首先，大气中的气溶胶既对太阳辐射具有散射、反射和吸收的“直接辐射驱动”，又能作为凝结核形成云滴，对太阳辐射形成“间接辐射驱动”。其次，从干旱、半干旱区通过大气输送到海洋的含铁粉尘，作为铁肥控制着海洋植物和浮游生物的生产量，进而影响到大气中 的ＣＯ２浓度。同时，广阔的干旱区沙漠产生大量粉尘，可抑制当地的大气降水，并因降水减少，使得当地土壤更为干旱。大气粉尘对全球气候变化的影响，已经受到了相关学者的高度关注。
姚檀栋研究员表示，鉴于大气粉尘在全球气候中的重要作用，有关研究人员都努力寻找高分辨率、高可靠性的记录，力图恢复过去的粉尘变化。其中，极地和中低纬山地冰芯是大气粉尘演变最好的历史记录之一。他说，全球粉尘传输路径主要有两条，一条起于北非终于西南欧、大西洋和美洲大陆，另一条起于中东亚终于北太平洋直至格陵兰。包括我国本部在内的中东亚地区，是全球大气粉尘的重要来源，因其面积的广阔、提供粉尘量的巨大，在相关气候模型构建中一直深受重视。而要了解亚洲粉尘对全球气候尤其是北半球气候的响应与影响，首先需要知道粉尘源区的变化。
为研究青藏高原不同时期粉尘传输的特征，进而探讨其在全球变化中的作用，姚檀栋等利用我国１９９２年在青藏高原西部古里雅钻取的３０８．６米厚度冰芯，就其中杂质变化的情况进行了深入分析。研究人员表示，古里雅冰芯冰面高度６２００米，钻取点周围基本上是粉尘源区，由于其沉积位置高、搬运距离短，在很大程度上直接反映了粉尘源区的变化，是研究中亚干旱区大气粉尘演化历史的理想地点。
研究小组分析发现，古里雅冰芯中的Ｃａ２＋离子浓度，１０万年以来存在明显变化，有两个较强的增高时期和两个较弱的增高时期；由于这些变化在大尺度上与温度变化直接相关，古里雅冰芯Ｃａ２＋离子可以作为反映大气粉尘和环境变化的良好指标，其高分辨率记录可以反映出百年尺度上的变化细节。但Ｃａ２＋离子浓度并非总在气候变暖时降低而在气候变冷时升高，与温度记录在变化相位和幅度上也不完全一致。大气环流、高原下垫面、大气湿度以及其它气候不稳定因素的变化，可能是除温度以外的重要影响因素。
姚檀栋研究员最后表示，这一研究进一步证明，青藏高原冰芯是理解亚洲干旱区粉尘的现代释放特征和演化历史的良好载体；现有研究成果只是初步结论，今后应继续加强这一方面的研究。(科学时报)
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