Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 喜马拉雅山地区雪冰化学记录的气候与环境信息 | |
| 其他题名 | The Climatic and Environmental information of Glaciochemistry record in the Himalayan snow and ice |
| 耿志新 | |
| 出版年 | 2007 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 导师 | 侯书贵 |
| 学位授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 中文摘要 | 文探讨了喜马拉雅山地区四个雪坑（珠穆朗玛峰东绒布冰川的两个雪坑（28°01′N，86°58′E），卓奥友峰两个雪坑（28°03′N，86°39′E；28°11′N，86°38′E））和两支浅冰芯(Nun Kun浅冰芯（33°59′N，75°58′E），达索普浅冰芯（28°33′N，85°44 ′E）)以及东绒布80.36m冰芯（27°59′N，86°55′E）主要离子的时空变化特征。对喜马拉雅山一线各雪坑和浅冰芯主要离子浓度季节变化特征和空间变化特征进行了分析。对珠穆朗玛峰东绒布80.36m冰芯各主要离子进行了分类，并讨论了它们的可能来源以及所反映的气候与环境学意义。\n喜马拉雅山一线各雪坑和浅冰芯主要阴阳离子浓度分析表明，主要离子浓度具有显著的季节变化特征，非季风季节各主要离子浓度以高值为主，季风季节离子浓度以低值为主。但Cl-、Na+和K+等在季风季节也表现出偶然的高浓度事件，可能反映了含较多局地粉尘的强夏季风降水现象。东绒布冰川雪坑和达索普浅冰芯的Na+、K+和Cl-的浓度均远高于喜马拉雅山南坡的Cho Oyu1雪坑（卓奥友峰1998年雪坑）和Nun Kun浅冰芯的相应值，前者约为后者的数倍，表明喜马拉雅山脉对Na+、K+和Cl-的传输起到了显著的屏障作用，Na+、K+和Cl-的来源受到地理位置的显著影响。喜马拉雅山脉对NH4+的传播起到了显著的屏障作用，对粉尘来源离子（如Ca2+和Mg2+等）并不是一个有效的屏障。HYSPLIT_4模型模拟的后向空气轨迹图结果表明，喜马拉雅山地区冬春季的雪冰主要离子，可能主要是来自南亚的塔尔沙漠，以及西亚的干燥少雨的高原地区，或更遥远的北非撒哈拉沙漠，同时，青藏高原本身也是一个重要的沙尘源区，而并非通常认为的中亚和我国西北干旱、半干旱区。\n通过对珠穆朗玛峰东绒布冰芯1886个样品的δ18O与主要离子浓度的季节及年际变化特征分析，认识珠穆朗玛峰地区大气环境在季节及年际尺度上的变化特征。相关分析表明，δ18O 与Na+、K+、Cl-相关不明显，与Ca2+、Mg2+、SO42-、NO3-、NH4+具有较强的相关性。据相关分析及因子分析的结果，我们把8种主要离子分成5组来研究，即：Na+；K+、Cl-；Ca2+、Mg2+；NO3-、SO42-；NH4+。结果表明，海盐离子Na+可反映印度夏季风强弱变化；K+和Cl-主要来源为印度季风降水，同时喜马拉雅山南北坡的矿物气溶胶也可能是他们的一个来源，印度等南亚地区具有很大的生物质燃烧量，生物质燃烧中产生大量的K+和Cl-，所以，K+和Cl-也可能与印度等地区生物质的燃烧有关；陆源离子Ca2+、Mg2+表现为春季的峰值和夏季的低值，冬春季高浓度的Ca2+、Mg2+可能主要来自南亚的塔尔沙漠，以及西亚的干燥少雨的高原地区，或更遥远的北非撒哈拉沙漠，同时，青藏高原本身也可能是一个重要的沙尘源区；NO3-、SO42-表现出高频的季节变化特征，存在春季的峰值和夏季的低值，20世纪70年代初期至90年代初期，NO3-和SO42-离子浓度一直维持在较高的水平，用离子通量指标研究了包括NO3-和SO42-在内的主要离子的年际变化特征；NH4+浓度在20世纪40年代以来的大幅度上升可能是世界大战后，社会趋于稳定，南亚地区农业迅速发展而大量使用化学肥料的结果。 |
| 英文摘要 | In this paper, we have analyzed the climatic and environmental information recorded in the four snowpits and three shallow ice cores, namely, two snowpits from the East Rongbuk Glacier (28°01′N, 86°58′E), another two snowpits from the Cho Oyu Glacier (28°03′N, 86°39′E; 28°11′N, 86°38′E), three ice cores from Nun Kun (33°59′N, 75°58′E), Dasuopu (28°33′N, 85°44 ′E), and the East Rongbuk Glacier (27°59′N, 86°55′E), respectively. Spatial and temporal distribution of major ions in Himalayan snow and ice are analyzed in this paper. The seasonal and annual variations of δ18O values and concentrations of major ions (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+, SO42-, NO3- and Cl-) of the East Rongbuk ice core recovered from the East Rongbuk Glacier, are also studied in order to understand the characteristics of atmospheric environment in the Mount Qomolangma(Everest) region. \nAlmost all the major ions from snow and ice in the central Himalyas show a significant seasonal variation, with high concentrations in the non-monsoon seasons and relatively low concentrations in the monsoon seasons. Relatively violent monsoon precipitation with more regional dust loading is possibly responsible for the high major ionic concentrations occurring sporadically in the monsoon seasons. The crest of the Himalayas is a very effective barrier to the spatial distribution of Na+, K+, Cl-and NH4+ concentrations in snow and ice, but not to the dust source ions (like Ca2+ and Mg2+). The atmospheric backward trajectories of the HYSPLIT_4 model show that the major ions of the ice cores and snowpits in winter and spring in the Himalayas possibly come from Thar Desert in the South Asia, and the dry and rainless plateau regions in the West Asia, or more distant Sahara Desert in the North Africa, rather than the commonsensical Central Asia and the arid and semi-arid northwest area of China. \nResults of the correlation analyses and factor analysis of the East Rongbuk ice core show that the δ18O values are positively correlated with Ca2+, Mg2+, NH4+, SO42- and NO3- concentrations, but are not relevant to Na+, K+ and Cl- concentrations. The variation trends of the dust source ions (Ca2+, Mg2+) are represented by Factor1. High concentrations of dust species are due to the import of spring dust storms from Thar Desert in southwest Asia. The variation trends of sea salt ion concentrations are indicated by Factor 2. The concentration of the sea salt ions is correlated with the Indian summer monsoon rainfall, so we can recover the history of the Indian summer monsoon by using sea salt ions. The unique sharp increase of ammonium concentrations during the second half of the 20th century is suggested to reflect change in the regional agriculture activities. |
| 中文关键词 | 喜马拉雅山地区 ; 主要离子 ; 季节变化 ; 空间变化 ; 来源 ; HYSPLIT_4模型 |
| 英文关键词 | The Himalayas region Major ions Seasonal variation Spatial variation HYSPLIT_4 Model |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 来源学科分类 | 自然地理学 |
| 来源机构 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/286563 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 耿志新. 喜马拉雅山地区雪冰化学记录的气候与环境信息[D]. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,2007. |
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