格陵兰近千年气候变化的多尺度分析
格陵兰岛曲线温度

格陵兰岛曲线温度格陵兰岛是世界上最大的岛屿之一,位于北大西洋和北冰洋之间。
作为世界上最大的非洲地区,格陵兰岛拥有独特而多样化的地理环境和气候条件。
本文将探讨格陵兰岛的曲线温度变化,并分析其原因及对环境和生态系统的影响。
1. 格陵兰岛的气候概述格陵兰岛位于北极圈内,其气候受到极地气候和海洋性气候的影响。
整个岛屿被冰川覆盖,几乎没有植被覆盖。
由于靠近北极地区,格陵兰岛经历了极端寒冷的冬季和相对较凉爽的夏季。
2. 格陵兰岛温度变化趋势根据历史数据和研究,我们可以看到格陵兰岛温度存在明显的变化趋势。
曲线温度图显示了过去数十年来格陵兰岛每月平均温度的变化情况。
从曲线温度图中可以看出,格陵兰岛的温度存在明显的季节性变化。
冬季温度极低,通常在-30°C以下,而夏季温度较为凉爽,约在0°C至10°C之间。
这种明显的季节性变化与其高纬度和北极圈内的位置有关。
然而,近年来格陵兰岛的气候发生了一些改变。
曲线温度图显示了过去几十年来格陵兰岛温度的上升趋势。
特别是在夏季,平均温度逐渐升高。
这种上升趋势与全球气候变暖的趋势一致。
3. 温暖化对格陵兰岛环境和生态系统的影响3.1 冰川消融加剧由于气候变暖,格陵兰岛冰川开始消融加剧。
冰川消融不仅导致海平面上升,还会对周围的海洋生态系统产生重大影响。
冰川融化释放出大量淡水,改变了海洋的盐度和温度分布,对海洋生物的生存环境造成了威胁。
3.2 生物多样性减少气候变暖对格陵兰岛的生物多样性也产生了影响。
许多动植物物种依赖冰雪环境生存,而气候变暖导致冰雪的减少和消失,使得这些物种面临着生存困境。
例如,北极熊是格陵兰岛的象征性物种之一,它们依赖于冰层进行狩猎和栖息。
然而,随着海冰的减少,北极熊面临着食物匮乏和栖息地丧失的威胁。
3.3 海洋环境变化格陵兰岛周围海洋的温度上升也对海洋生态系统产生了重大影响。
温暖的海水可以导致水中营养盐浓度下降,并可能引发藻类大量繁殖。
押题02全球气候变化-2023年高考地理之考前押大题

押题02 全球气候变化1.阅读材料,回答下列问题。
材料一:格陵兰岛冰盖夏季表面温度变化呈现明显的地区差异。
研究表明,2000~2020年期间,冰盖东南部和西南部区域较其他区域具有较高的温度,但是却具有较小的温度变化率。
图1为格陵兰岛位置及冰盖分布示意图。
材料二:受全球气候变暖影响,格陵兰岛冰川及冰盖表面低洼处的冰面湖数量持续增加,导致冰盖质量损失加剧,汇入海洋的淡水增多。
周边海域的海水运动、海水性质及生物资源等也受到一定的影响。
图2为冰面湖剖面结构示意图。
(1)格陵兰岛冰盖东南部和西南部较其他区域具有较高的温度和较小的温度变化率,简述其成因。
(2)分析冰面湖增多导致冰盖质量损失加剧的原因。
(3)用图1中的图例完善北大西洋环流,简述格陵兰岛附近汇入海洋的淡水增多对周边海洋环境带来的影响。
【答案】(1)冰盖海拔较低;纬度较低;西南部有暖流;面积小,距海近,受海洋影响大。
(2)湖面对太阳辐射的吸收能力强于冰面;冰面水系发育,侵蚀切割加强;冰面湖的融水渗入冰盖底部,冰盖和基岩间润滑加剧。
(3)画图如下:影响:引发海水盐度下降;阻碍格陵兰岛附近的寒流下沉;减弱北大西洋环流的循环速度;导致鱼类活动范围发生变化。
【分析】本题以格陵兰岛为背景材料,涉及影响气温的因素和全球气候变暖等知识,重点考查学生获取和解读信息及调动和运用知识的能力,体现了区域认知、综合思维及地理实践的学科核心素养。
【详解】(1)由图可知,格陵兰岛冰盖东南部和西南部较其他区域海拔低,气温高,温差小;位于南部,纬度低,气温高,气温变化幅度小;西南部有暖流,增温增湿,温度高,云雨天气较多,温度变化小;格陵兰岛往南面积缩小,受海洋调节作用增强。
(2)冰面对太阳辐射的反射强于湖面,湖面对太阳辐射的吸收能力强于冰面,导致冰面融化;冰面湖形成后,流水侵蚀冰川,冰盖受到破坏;冰面湖的融水顺着冰盖裂隙渗入冰盖底部,加大冰盖运动、消融。
(3)画图:用正确的图例绘制墨西哥湾暖流、北大西洋暖流、拉布拉多寒流、加那利寒流的位置和流向。
格陵兰岛效应

格陵兰岛效应格陵兰岛效应是指全球气候变暖导致格陵兰岛冰盖融化进而加剧全球气候变暖的一种正反馈机制。
本文将从格陵兰岛的地理特点、气候变化对格陵兰岛的影响以及格陵兰岛效应对全球气候变暖的加剧等方面进行详细阐述。
1. 格陵兰岛的地理特点格陵兰岛是世界上最大的岛屿,位于北大西洋和北冰洋之间,地理位置极为重要。
该岛屿面积约为2.17百万平方公里,其中约80%被冰盖覆盖,冰盖厚度可达1.5-3千米。
格陵兰岛冰盖是全球第二大冰盖,仅次于南极洲的冰盖。
格陵兰岛的冰盖主要由积累的降水和冰川的积累形成。
冰盖的融化主要发生在夏季,而冬季则会重新积累冰雪。
然而,随着全球气候变暖,格陵兰岛的冰盖开始加速融化,这导致了格陵兰岛效应的出现。
2. 气候变化对格陵兰岛的影响气候变化对格陵兰岛的影响主要表现在两个方面:气温升高和海平面上升。
首先,全球气候变暖导致格陵兰岛的气温升高。
根据科学研究,过去几十年来,格陵兰岛的气温上升速度比全球平均水平高出两倍以上。
气温升高使冰盖融化速度加快,进而导致了冰盖的减少。
其次,气候变化引发了海平面上升的问题。
格陵兰岛的冰盖融化导致大量的淡水流入海洋,这会导致海水体积的增加,从而引发海平面上升。
海平面上升不仅直接威胁到沿海地区的居民和生态系统,还可能引发更严重的自然灾害,如飓风、洪水等。
3. 格陵兰岛效应对全球气候变暖的加剧格陵兰岛效应是指格陵兰岛冰盖融化进而加剧全球气候变暖的正反馈机制。
当格陵兰岛冰盖融化时,暴露出的海洋和陆地表面会吸收更多的太阳能,从而导致更多的热量被吸收,进一步加剧气候变暖。
格陵兰岛的融化还会释放出大量的温室气体,如二氧化碳和甲烷。
这些温室气体进一步加剧了全球气候变暖的速度。
此外,融化的冰盖还会导致海洋中的盐度和温度变化,进而影响全球海洋环流系统,对全球气候产生更为复杂的影响。
格陵兰岛效应的加剧对全球气候变暖的影响不容忽视。
如果不采取有效的措施减缓气候变化,格陵兰岛的冰盖将继续融化,进一步加剧全球气候变暖,对地球生态系统和人类社会带来巨大的威胁。
格陵兰岛效应

格陵兰岛效应格陵兰岛效应是指地球上的格陵兰岛对于全球气候变化的影响。
格陵兰岛位于北大西洋中部,面积约为2.2万平方公里,是世界上第一大岛屿。
格陵兰岛以其巨大的冰盖而闻名,冰盖覆盖了岛屿的大部分地区,厚度可达数千米。
因此,格陵兰岛对全球气候变化的影响非常重要。
格陵兰岛效应的主要影响之一是全球海平面上升。
由于格陵兰岛冰盖的融化,大量的水源流入大西洋,进一步导致全球海平面上升。
根据科学家的研究,如果格陵兰岛上的冰层完全融化,全球海平面将上升约7米。
这将对沿海地区、岛屿国家和生态系统产生严重影响。
其次,格陵兰岛效应还引发了全球气候变暖。
随着格陵兰岛冰盖的融化,大量的冰水流入大西洋,改变了海洋循环系统。
海洋是地球气候系统的重要组成部分,对温度分布和气候模式有深远影响。
格陵兰岛效应导致大西洋表层水温度上升,进而影响了热带地区的风向和降雨模式,引发了全球范围内的气候变暖。
此外,格陵兰岛效应还对海洋生态系统产生了重要影响。
格陵兰岛冰盖的融化导致大量的淡水进入大西洋,破坏了海洋的盐度平衡。
盐度变化影响了海洋生物的生存环境和迁徙路径,对海洋食物链和生物多样性造成威胁。
尤其是北极地区的生态系统更加敏感,格陵兰岛效应对该地区的生态系统影响更为显著。
最后,格陵兰岛效应还会导致全球气候系统的不稳定。
冰盖的融化释放了巨量的冰水和温室气体,进一步加剧了全球气候变化。
格陵兰岛效应增加了全球变暖的速度和强度,对整个地球的气候系统产生了复杂而深远的影响。
因此,格陵兰岛效应对全球气候变化有着重要的影响。
它对海平面上升、气候变暖、海洋生态系统和全球气候系统的稳定性产生了不可忽视的影响。
科学家们正在努力研究和监测格陵兰岛效应的发展,以更好了解和应对全球气候变化带来的挑战。
这也需要全球合作和国际社会的共同努力,以减缓和适应格陵兰岛效应带来的影响。
格陵兰岛曲线温度

格陵兰岛曲线温度
(原创版)
目录
一、格陵兰岛简介
二、格陵兰岛的气候特点
三、格陵兰岛的冰川与冰盖
四、格陵兰岛的温度变化
五、格陵兰岛的生态与旅游资源
正文
一、格陵兰岛简介
格陵兰岛位于北美洲东北部,介于北冰洋和大西洋之间,是丹麦的属地。
作为世界上最大的岛屿,格陵兰岛面积约为 2,166,086 平方公里,人口却不足 6 万,人口密度非常低。
这里的景观主要由广阔的苔原、巨大的冰川和沿海的冰盖构成,其中冰盖面积仅次于南极洲。
二、格陵兰岛的气候特点
格陵兰岛地处极地地区,属阴冷的极地气候。
受海洋性气候的影响,西南部地区气温略微较高,但总体来说,这里的气候还是非常寒冷的。
三、格陵兰岛的冰川与冰盖
格陵兰岛的冰川和冰盖是其最显著的特征之一。
约 80% 的陆地被冰盖覆盖,冰盖面积仅次于南极洲。
沿海地区冰川直接覆盖在海上,形成壮观的冰川景观。
四、格陵兰岛的温度变化
格陵兰岛的温度变化极大,最低温度可达零下 70℃。
受海洋性气候的影响,西南部地区气温较高,但仍然非常寒冷。
五、格陵兰岛的生态与旅游资源
尽管格陵兰岛气候严寒,但岛上仍有一些动植物生存。
这里的生态资源较为丰富,吸引了许多游客前来探险。
格陵兰岛的旅游资源包括冰川、冰河、极光等自然景观,为游客提供了海陆空全方位的体验。
格陵兰岛地域分异规律

格陵兰岛地域分异规律格陵兰岛是世界上第一大岛,位于北大西洋和北冰洋之间,属于丹麦的自治州。
由于其广阔的地域范围和复杂的地质构造,格陵兰岛在自然地理和生态环境上表现出较为明显的地域分异规律。
一、地势和地貌分异:格陵兰岛地势复杂,横跨北极圈与亚北极地带,在纬度和海拔高度上存在显著差异。
岛屿的东部和南部是冰原和冰盖密布的地区,海拔较低,居民稀少。
而西部和北部则是山地和高原区域,海拔高,地形崎岖。
这种分异导致了不同地区的气候、生态、土壤类型和植被覆盖有所不同。
二、气候分异:格陵兰岛的气候主要受到北大西洋暖流和北冰洋冷流的影响,使得岛上存在明显的西岸海洋性气候和内陆极地气候的分异。
西岸的气候相对温暖而湿润,气温较稳定,冬季相对较暖,夏季相对较凉爽。
而内陆地区则气温极低,冬季严寒漫长,夏季凉爽短暂。
同时,西部和北部的山地地势也会造成气候的垂直分异。
三、生态系统分异:格陵兰岛的自然植被主要有苔原、蠕虫草原、湿地和冰川覆盖。
而这些生态系统的分布与地形和气候密切相关。
西部和南部的冰盖和冰原地区几乎没有植被,主要以冰川为主。
而东部和北部山地地区则可以发展出一些苔藓和地下生长的植物,冰川融水形成的河流和湿地也成为生物活动的场所。
四、动植物分异:格陵兰岛的动植物种类相对较少,主要以适应极端环境的生物为主。
陆地上的动物包括北极狐、麋鹿、冰熊、雪兔等,海洋中则有海豹、北极熊和鲸类等。
而植物以苔藓、地衣和一些低矮灌木为主。
这些生物的分布也与岛屿的地势和气候有密切关系,如冰熊主要在冰盖和冰原地区活动,而北极狐则更适应高纬度的山地和苔原地区。
综上所述,格陵兰岛的地域分异规律主要表现在地势和地貌、气候、生态系统和动植物分布等方面。
这些分异是由地理位置、地形地貌及气候等多种因素共同作用的结果,也为岛上的自然环境和生态系统提供了多样性和丰富性。
任何进一步的认识和研究都需要综合这些因素进行深入分析。
气候变暖会致使格陵兰岛大的冰盖融化迅速

木质素是生物燃料生产中残留的坚硬物质,含有 可转化为尼龙、塑料和药物等产品的化合物。它是植 物细胞壁的主要成分之一,赋予植物结构完整性,并 可以防止微生物攻击。由木质素转化而成的产品可以 补贴生物燃料的生产,使生物燃料的成本比石油更具 竞争力。但不幸的是,木质素的韧性也使得其有价值 的化合物难以提取出来。几十年来,科学家们一直在 研究此难题,希望解构它。因此,木质素未能充分发挥 它的可观作用。
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空气污染或增加骨质疏松和骨折风险
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研究人员分析了一项大型调查中920万医保参 与者的健康数据,又对波士顿地区社区健康/骨质调 查队列的692名中年低收入人群进行八年随访的同时 分析发现,生活在细颗粒物(PM2.5)和汽车尾气碳 浓度较高地区的人,体内调节钙代谢的甲状旁腺激素 水平较低,骨密度较低,易得骨质疏松症。对老年人而 言,骨质疏松症容易引起骨折,从而令死亡风险增加 20%。
研究强调,在因气候变化导致康
奈尔大学海洋生态学家查尔斯·格林在一份声明中 说,气候变化与人类活动会影响一些海洋生物的生 存,人们必须加强对鲸类的保护,避免其种群数量大 幅下降。
科学家研发出从大气中去除碳的新技术
ENN环境新闻精粹 2017年11月10日
格陵兰岛地域分异规律

格陵兰岛地域分异规律# 格陵兰岛地域分异规律格陵兰岛是北美洲最大的岛屿,位于北极圈内,面积约为2.17万平方公里。
由于该岛位于寒冷的北极地区,其地域分异呈现出独特的特点。
本文将探讨格陵兰岛地域分异的规律,并分析其形成原因。
## 1. 气候条件格陵兰岛的北部地区主要属于极寒气候区,气温极低,年平均气温约为零下7摄氏度。
南部地区则稍微温暖一些,年平均气温约为零下2摄氏度。
由于气候条件的差异,岛屿的北部和南部呈现出显著不同的自然景观。
## 2. 地形地貌格陵兰岛地形多样,以冰川覆盖和山地为主要特征。
北部地区主要由高大的山脉和冰川构成,而南部则相对平坦,有更多的开阔地和湖泊。
这种地形地貌的差异也对植被分布和动物栖息地选择产生了影响。
## 3. 植被分布由于气候和地形的差异,格陵兰岛的植被分布也存在明显的分异规律。
北部地区主要为苔原和冰川,植被稀疏;而南部地区则有更多的草原和灌木丛。
该岛屿几乎没有森林覆盖,主要是因为北部寒冷的气温限制了树木的生长。
## 4. 动物分布格陵兰岛的动物分布也与气候和地形密切相关。
北部地区是北极熊、海豹和海鸟等极地动物的主要栖息地;南部地区则更适合驯鹿和雪兔等野生动物的生存。
由于北部冰川消融加剧,生态环境发生变化,一些动物可能会面临栖息地缩小和食物资源减少的威胁。
## 5. 人类活动尽管格陵兰岛地处北极地带,但它仍然是人类活动的区域。
岛上的人类主要集中在南部的城镇和村庄。
南部地区由于气候相对温暖,土地也更加适宜农业和渔业发展。
而北部地区则人烟稀少,主要用于科学考察和旅游活动。
## 6. 形成原因格陵兰岛地域分异的形成原因主要是由于北极地区的特殊气候和地形条件所决定的。
北部地区处于寒冷极地气候带,几乎全年都被冰川覆盖,植被生长受到限制。
南部地区相对温暖,气温较高,地貌较为平坦,适宜植被和动物的生存。
这种气候和地质条件的差异导致了格陵兰岛地域上的显著分异。
总之,格陵兰岛地域分异受到气候、地形、植被和动物分布等因素的综合影响。
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格陵兰近千年气候变化的多尺度分析1杜建丽,林振山,俞鸣同,张真真,刘会玉南京师范大学地理科学学院,南京 (210046)E-mail: linzhenshan@摘要:用经验模态分解(EMD)方法对格陵兰冰盖GISP2冰芯古气候代用指标δ18O序列进行分析,结果表明:北半球高纬地区气候波动具有3、6.5、12、24、49、96、213、468年准周期性波动,既有NESO的影响,也受制于太阳活动的周期。
近1000年来气候变化总趋势出现历时约490年的中世纪暖期和历时约570年的小冰期,其间还存在次级的冷暖期变化;EMD第7,第8本征模函数IMF7和IMF8波动振幅以及EMD趋势项在1350年出现明显的转型,表明1350年为中世纪暖期和小冰期的分界。
研究结果对北半球高纬地区近千年气候变化的波动规律和变化分期作了较详细的划分。
关键词:格陵兰冰芯;EMD;波动周期;小冰期0. 前言过去2ka的气候变化是“过去全球变化”(PAGES)和“气候变率与可预测性”(CLIVAR)两大国际研究计划的重要研究内容[1,2,3],其中1 ka来的气候变化是现代器测资料与过去代用指标序列衔接的关键时段,也是人类活动影响不断加剧的时期,气候冷暖变化阶段和周期以及现代气温的快速增暖成为各国科学家关注的热题。
目前,对2ka来气候研究主要关注多种代用指标所揭示的中世纪暖期、小冰期在不同地区的反应,中世纪暖期、小冰期是否具有全球意义,暖期和小冰期内的次级气候波动及其峰谷值点,中世纪暖期向小冰期转型的分界,以及现代增暖期的变幅等热点问题。
中世纪暖期以及随后的小冰期在欧洲、北美中高纬地区的多种代用指标里有所反映。
Briffa K R, Lipp J, 等研究西欧多处树轮发现,大约950~1200AD气候暖期对树木生长和稳定同位素变化具有明显的影响[4];Dansgaard W,Grove J M 和Stuiver M,等研究冰岛和格陵兰冰芯δ18O序列时指出其中具有中世纪暖期的信号[5,6,7];Bodri 和Cermak从捷克深钻孔反演的温度变化也发现了中世纪暖期的存在[8]。
中国东部和西部对中世纪暖期的反应差别较大。
王绍武等根据史料、树木年轮、冰芯等代用资料建立了1000~2000 AD中国东部、西部及全国平均气温距平序列, 认为中国东部在1040~1130AD;1170~1260AD存在中世纪暖期,而西部无明显的中世纪暖期[9]。
北半球小冰期研究已有较多的报道。
捷克钻孔对古地温研究表明小冰期出现在1400~1500AD,1600~1700AD,最冷时期为1650AD;Stuiver M,对格陵兰冰芯δ18O 研究表明小冰期出现在1300~1900AD;王绍武研究中国近千年气候变化指出,中国东部小冰期出现1600~1690AD,1780~1870AD,西部的反应可提前至11世纪。
这些研究表明千年来气候变化出现中世纪暖期和小冰期现象,但是在各地区的反应有所差异,表现在暖期和冰期的起止年代不同,气候期内的次级波动次数和峰谷极值出现的年代也不同;中世纪暖期向小冰期气候转型的分界年代也不一致,以及千年来对气候变化影响显著的小尺度高频波动的周期规律尚不清楚。
这些研究多数从时间序列数据的直观变化中总结规律,发现事件的突变,或作简单的数据平滑处理,缺少严密的科学方法推导非平稳序列的数学模式,蕴涵在非平稳序列中的多尺度变化规律难以发现,阈值和临界点的确定带有较大的主观臆断,因此众说纷纭,难以达成共识。
1本课题得到教育部博士点基金项目(20060139010)“1ka-10ka全新世东亚季风的多尺度诊断和预测”的资助。
经验模态分解(EMD )方法是目前最好、最有效地进行非平稳序列多尺度分析的方法[10]。
1998年Huang [11]提出了经验模态分解,1999年又做了一些改进[12]。
EMD 可以对一个信号序列进行不同尺度(频率)的波动或趋势逐级分解,产生一系列具有不同特征尺度的数据序列,所表达的物理意义明确。
EMD 方法具有自适应的特性,适宜于非平稳信号的分解,而被美国NASA 宇航中心采用[10]。
1. 研究方法1.1 经验模态分解(EMD)简介自然界的波谱信号往往是多种不同尺度信号的迭代结果。
被检测的信号综合了不同尺度信号的因素,使得信号波谱杂乱无章,难以分辨信号中隐含的不同尺度信号的物理意义。
过去对第四纪样品代用指标检测数据的分析,多数以目视方法、概率统计方法做简单解释;或用简单的数据平滑处理后,判读数据的地学意义。
这些处理没有把数据的原本真实的物理意义反映出来,或扭曲了数据的真实物理意义,使解释意义失真。
经验模态分解(EMD )方法是一种处理非平稳数据序列的全新方法,其本质是对一个信号进行平稳化处理,将信号中不同尺度的波动或趋势逐级分解开来,形成一系列具有不同尺度的数据序列,每一个序列称为一个本征模函数(intrinsic mode function, IMF )分量,其中不同尺度数据的物理意义得以保留,并很好地被提取和表达。
最低频率的分量(IMF ,res )代表原始信号的总趋势或均值的时间序列。
EMD 方法的处理过程相对简单,适合于对大容量数据的处理。
具体方法[10]是:找出原始数据序列X(t)所有的极大值点,其中t 是时刻,t=1,…,T 。
用三次样条函数拟合,形成原数据序列的上包络线;相应地找出X(t)所有的极小值点,同样用三次样条函数拟合,形成原数据序列的下包络线;上下包络线的均值为原数据序列的平均包络线m 1(t);将原始数据序列X(t)减去平均包络,得到一个去掉低频的新数据序列h 1(t)。
h 1(t)=X(t)-m 1(t) (1)通常情况下,一次处理后h 1(t)仍然不是一个平稳数据序列,因此,将其重复上述处理过程k 次。
直到所得到的平均包络趋于零为止。
h k (t) = h (k-1)(t) -m k (t) (2)由此,得到第一本征模函数(IMF1)分量C 1(t ):C 1(t)= h k (t) (3)IMF1分量代表原始数据序列中最高频的组分,保留了原始数据中最高频信号的物理特征。
原始数据中其他尺度的信号可以用同样的方法继续提取。
将原始数据序列X(t)减去第一个IMF 分量C 1(t),可以得到一个去掉高频组分的差值数据序列r 1(t)。
对r 1(t)进行上述平稳化处理过程可以得到第2个IMF 分量C 2(t),如此重复下去直到最后一个差值序列r n (t)不可再分解为止。
此时,r n (t)代表原始数据序列的趋势或均值的时间序列:r 2(t) =r 1(t)- C 2(t),···, r n (t) = r n-1(t)- C n (t) (4)Huang 将这样的处理过程形象地比喻为“筛”过程。
最后,原始的数据序列即可由这些IMF 分量以及一个均值或趋势项表示:()()()1.nj n i X t C t r t ==+∑ (5)1.2 代用指标的含义和来源研究古气候变化规律和机制最主要的参数是温度变化。
在古气候变化多种代用指标中,冰盖降水δ18O变化对气温变化的敏感性和时标的测定准确性相对较高。
其基本原理是水汽海陆循环中,δ18O是地表温度的函数。
温度升高时,降水中δ18O较高;温度降低时,降水中δ18O 较低。
因此,用δ18O变化的时间序列直接表达气温的变化规律是切实可行的(请引用前人文献)。
格陵兰冰盖钻孔GISP2冰芯δ18O变化代表了北半球高纬地区近千年气候变化的规律。
对这一规律的深入研究和拓展,有助于对北半球未来气候变化的预测。
90年代,格陵兰冰盖研究项目取得了大量有关第四纪气候变化代用指标的数据。
美国华盛顿大学第四纪同位素实验室完成的格陵兰冰盖GISP2冰芯δ18O数据序列,时间跨度从公元818~1987年,具有每年间隔,信号分辨率高,数据连续性好,间隔均匀,数据量大,内含气候变化信息丰富等优点,适合于做多尺度变化研究(注明数据来源:如世界数据中心WDC 的古环境数据库,或原文出处)。
2. 格陵兰冰盖GISP2冰芯δ18O序列的EMD分析从数据的直角坐标显示(图1),几乎找不到什么规律,既看不出δ18O的多时间尺度特征性,也看不出周期变化在时间域中的分布情况,因此,必须对数据做必要的处理。
图1 格陵兰冰芯δ18O近1000年来的趋势利用EMD运算软件,对格陵兰冰盖GISP2冰芯公元818a~1987a近千个数据的δ18O 序列进行分解,得到的8个本征模函数(intrinsic mode function, IMF)分量及其数据趋势分量res(图2,表1)。
每个IMF分量图形表示不同尺度或一个窄波段的δ18O变化特征信号。
I M F 1I M F 2I M F 3I M F 4I M F 5I M F 6I M F 7I M F 8R图2 近千年格陵兰冰芯的δ18O 变化的IMF 分量及其趋势量res表1 不同IMF 分量的方差贡献率冰芯IMF1 IMF 2 IMF 3IMF 4IMF 5IMF 6IMF 7 IMF8 Res 方差贡献率(%) 44.17 20.11 14.5210.61 6.39 1.08 1.06 1.1 0.97周期 3 6.5 12 24 49 96 213 468 图2中每一个IMF 分量信号特征的还原性很强,变化规律符合自然信号非线性变化特点。
其波动周期虽然不是严格的函数周期,但是具有相对稳定的变化准周期,可以将其求取平均周期,并将每种尺度信号波动频率和振幅对原数据总体特征影响程度用方差贡献率表示出来(表1)。
3. 结论3.1 多尺度变化周期IMF 的各个分量具有三个不同数量级相对差异的特征,表现在频率和振幅的方差贡献率>20%,20%~10%,<10%三个数量级。
对应的分量分别是IMF 1,IMF 2;IMF 3,IMF 4;IMF 5,IMF 6,IMF 7,IMF 8。
最大数量级分量中,IMF 1表示的是一个3年的准周期性波动,IMF 2分量表示6~7年准周期波动。
第二数量级分量中,IMF 3分量表示12年准周期的波动,IMF 4表示24年准周期波动。
较次要数量级的IMF 5、IMF 6、IMF 7、IMF 8分量表示的分别是准49、96、213、468年准周期的波动。
趋势项(res )表示近1000年来的气温变化的总体趋势。
从IMF 分量的方差贡献率来看,IMF 1,IMF 2的波动频率和振幅的方差贡献率之和达到64.28%,是影响千年气候变化的主导周期,分别是3年和6~7年的准周期。
IMF 3,IMF 4的方差贡献率之和为25.13%,在千年气候变化中次于3年和6~7年的周期的影响。