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地壳浅层的地温分布与过去一定时期的地表温度变化之间有着内在的联系，地温场记录着地表温度变化的历史。由于地表温度是描述气候变化的重要参数，通过对钻孔地温数据进行分析处理，可以达到研究古气候变化的目的。美国东北部、加拿大东南部和中国四川攀西地区若干钻孔地温剖面的反演结果一致表明，这些区域在过去数百年间地表温度均有不同程度的升高。与研究古气候的其他方法相比，地热方法具有理论基础牢固和现成数据基础庞大的突出特点，这一研究方法在世界范围的广泛应用必将有助于揭开全球气候变化的奥秘。 相似文献
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冰川内部温度与过去冰面温度变化密切相关,因此可以利用冰川钻孔温度对过去冰面温度变化过程进行重建。耦合的热传导-冰流物理模型与相关反演算法,是基于冰川钻孔温度进行古气候重建研究的理论基础和关键。论文收集了过去三十多年基于冰川钻孔温度进行古气候重建的研究文献,从冰川钻孔温度对气候变化的响应和古气候重建等方面进行了概述,并简要讨论了不同反演算法的优劣性和适用条件。尽管很多因素(如太阳辐射、融水等)都会对冰川钻孔温度造成影响,但两极或高纬地区的冷冰川钻孔温度能较好地反映气候变化历史。目前已通过这些不同地区的冰川钻孔温度,重建了末次冰期冰盛期以来不同时间尺度的气候变化历史,同时可与对应的冰芯记录相互印证。此外,通过冰川钻孔温度可以研究冰川与气温的耦合作用,并进一步预测冰川对未来气候变化的响应。利用中纬度冷冰川钻孔温度开展古气候重建的研究较少,未来加深这一方面的研究将有助于揭示中纬度高海拔地区的气候变化状况。 相似文献
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地下浅层地温和近地表空气温度存在着必然的内在联系,地面温度变化的信息随着时间推移向下传播并叠加到稳态地温场上,因此通过对现今地温剖面的分析可以重建过去地面温度变化的历史。为了研究西安地区地下和地上的温度变化,本文在西安开展了钻孔温度测量,获得了16个钻孔的地温剖面,同时收集整理了西安气象站1951～2010年气温数据。对1951～2010年气温数据进行回归分析得到西安地区年平均气温、年平均最高气温和最低气温增温率分别为3.71 ℃/100a、2.03 ℃/100a和5.14 ℃/100a,均高于全国和全球平均水平,其中1986～2010年间平均气温增温更是显著,达到9.01 ℃/100a。从钻孔测温曲线中筛选出西安城郊6个传导型地温剖面进行分析,结果表明西安地区钻孔温度记录的地面温度变化趋势与气象台记录的气温变化趋势基本吻合。根据利用钻孔温度剖面下段回归分析得到的地表稳态温度和地温梯度以及25年间西安地区平均气温增温率推算得到钻孔理论地温剖面与实测地温数据总体上具有较好的一致性。对实测地温数据的进一步精确拟合分析显示,西安城郊6个选定的钻孔所在区域地面温度变暖分别起始于20年、24年、26年、28年、30年和30年前,对应的地表增温幅度分别为0.4 ℃、0.72 ℃、2.18 ℃、4.2 ℃、2.4 ℃和2.4 ℃。市区和周边郊区钻孔所在区域在增温幅度上存在明显的差异,市区增温强度明显高于郊区,而城郊结合部介于两者之间。 相似文献
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来自北方泥炭地的研究表明,沼泽表面湿度变化时常受控于气候变化。然而火山活动区泥炭地的表面湿度是否受到了火山地质的影响?这个问题值得进一步明晰。本研究以长白山赤池泥炭地38 cm深的沉积物作为对象,通过植物大化石、有壳变形虫和腐殖化度多指标分析,重建该泥炭地过去近50年的地表湿度变化。研究表明,3个指标揭示的地表湿度变化趋势总体一致,即38～27 cm(1957～1965 A.D.)由干向湿转变;27～18 cm(1965～1976 A.D.)干湿波动;18～0 cm(1976～2008 A.D.)由湿向干转变。与当地的气象数据对比,发现剖面底部湿度偏低与地热引起的强烈蒸发有关;而剖面上部湿度偏低与降水少、温度高的气候变化模式较吻合。理解泥炭地表面湿度变化对于泥炭记录的古气候、古环境和古生态重建具有重要意义。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2018,(6)
正地球的气候受控于太阳辐射和向外(outgoing)长波辐射的平衡。在较大的温度范围内(60 K),卫星测量和辐射计算显示地球的向外长波辐射与地表温度呈现线性函数关系。线性函数关系暗示辐射强度对更加温暖或更加寒冷的气候有着一定影响,因此对于理解过去和未来气候变化至关重要。尽管线性关系的证据50年前就被提出来了,但是为什么出现这种线性关系以及何时会消失,目前还不是很清楚。华盛顿大学的科学家提出一个简单的模型来解释地球线性向外长波辐射, 相似文献
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地球系统科学把地球看成是一个相互关联的自然协调的系统,涉及地圈、气圈、水圈和生物圈(Johnson,2000)。其基本方法强调化学的、物理的、生物的和动力过程的相互作用。在地球长期的演化中,气候扮演了一个非常重要的角色[1]。本文旨在通过对大气中CO2和构造事件对气候的影响以及第四纪气候变化的讨论,初步探讨全球气候变化的特征和趋势。1 CO2对气候的影响过去的几十年间,人们对地球温室气体浓度增加所导致的全球气候变化的关注与日俱增,气候变化已成为科学家们研究的一个热点,这种已经出现的全球变化将可能对环境、经济、社会、文化等带… 相似文献
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在地球物理资料稀少、钻孔数据匮乏的复杂造山带地区进行三维地质填图, 目前尚处于实践探索阶段.我们的填图工作思路是: 以精细地表地质调查为基础, 在地质-地球物理-钻孔等多源数据约束下, 充分利用野外走廊带解析剖面、实测自然剖面、地球物理解释剖面等资料, 进行人机交互式三维地质建模, 并根据使用资料的准确性、空间分辨的精细程度等对模型的可靠程度进行分块评价.浅表层以地表地质信息(包括产状、地层层序关系、地层厚度、褶皱形态、断层性质与位移、局部和区域概念地质模型等)约束为主, 深部地质结构则主要依据地球物理剖面资料, 少量钻孔资料不仅用以校验地球物理资料解释的可靠性, 并对模型施加强约束.以西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图为例, 着重讨论了在三维建模中如何具体实现上述思路和约束方法.实践证明, 该填图思路和建模方法是行之有效的, 可操作性强. 相似文献
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三维地质填图是一项探索性很强的开拓性工作,目前尚无成熟经验可循.对于地球物理和钻探资料相对有限的复杂造山带成矿带地区,区域性的三维地质结构的揭示更具挑战性.结合西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图实践,提出造山带基岩三维地质填图的基本思路,对具有一定幅面一定比例尺的区域三维地质填图与建模的方法技术进行了总结,提出针对造山带区域的“基于地表地质调查剖面网络基础上的地质-地球物理-钻孔联合约束的三维地质调查方法体系”,探索实践“基于地表地质调查剖面网络基础上的三维地质建模技术方法”,强调建模的数据基础来自地表基础地质调查的系统路线剖面和实测剖面,即以地表实测地质路线为基础结合地球物理和钻探资料向下合理延拓,从而实现“区域三维地质填图”概念上的三维地质结构的数字表达. 相似文献
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构造活动和气候变化的共同作用对象是地球表面,是通过不同的物理、化学和生物过程完成的.构造活动通过所形成的地形地貌影响到区域和局部地区的气候;而气候变化的反馈作用表现为风化、剥蚀夷平地形来促使高原和造山带均衡上升.列举了目前国内外重点研究的地貌单元实例,如地峡、青藏高原、安第斯山脉、湖盆、河流和海岸线(台地),介绍了国内外在该领域的研究动态.指出耦合系统的研究需要多学科交叉融合,地表地形是研究耦合系统的关键切入点,能精确定量测量地表地形的仪器设备和高精度的年代学方法也是不可缺少的.耦合系统的研究可以分为:构造事件时间序列、气候时间序列、地形演化的定量研究,以及耦合系统模式的建立. 相似文献
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G. Beardsmore M. Sandiford K. Gordon M. McLean S. Egan S. McLaren 《Australian Journal of Earth Sciences》2017,64(6):753-767
Borehole temperature data have the potential to record historical variations in ground and air surface temperature, yet very few reliable, purpose-drilled, boreholes are available to explore such impacts, particularly in the southern hemisphere. The 400-m deep Tynong-1 borehole, approximately 65 km ESE of Melbourne, Australia, was drilled specifically to determine conductive heat flow and provides a unique dataset for evaluating ground surface temperature history in southeastern Australia. Steady-state conductive heat flow of 87 ± 1 mW m?2 was determined in the deeper borehole sections, with measured temperature profiles clearly demonstrating a progressive divergence of the observed temperature profile from the equilibrium model in the upper ～150 m of the hole. We applied a Bayesian method employing a reverse jump Markov chain Monte Carlo search algorithm to explore the origins of this variation. Our results indicate a 2°C increase in ground surface temperature since 1800, after at least 500 years of relatively stable ground surface temperature. The inversion results are consistent with the trend of surface air temperature recorded in southeast Victoria by historical meteorological data since 1950. The inferred increase in ground surface temperature evident prior to 1950 is likely a cumulative effect of land clearing and a rise in surface air temperature. 相似文献
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According to the theory of heat conduction in a semi-infinite body, temperature changes at the surface propagate into the subsurface with the amplitude attenuation and time delay that increase with depth. Temperature changes on the earth's surface, reflecting the past climatic history, can thus be evaluated by analysing the curvature they have caused in the present temperature-depth distribution. As a rule, temperature profiles to depths of 200–300 m record surface temperature trends accurately over the last two centuries or so; deeper holes may reveal climate history farther back but with decreasing resolution. We present several synthetic temperature-depth profiles to demonstrate the expected signature of past surface temperature changes in the subsurface, the analysis of which may help better identify the climate of the past. Examples of extracted climate recollections from holes in North America and Europe are discussed. While inconspicuous underground records may correspond to the postglacial warming 8–11 kyr ago, reasonably well-documented borehole logging data have confirmed climate excursions in the past millenium, namely the Little Climate Optimum and the Little Ice Age. Traces of recent warming are generally common in many temperature records, evidencing the temperature rise by 1–2 K over the past 100 years. 相似文献
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为构建温度示踪方法测算地下水流速技术体系,并应用于区域地下水资源评价,基于最小二乘法和垂向一维非稳定流水-热运移方程数值解法,提出地表暖化情形下地下水流速计算方法,并对雷州半岛东北部地下水流速进行测算。结果表明:研究区域地下水补给速度为0.796m/a,入渗以西北部降水和运河渗漏为主;地下水排泄速度为0.269m/a,排泄入海主要发生在东海岛、南三岛和硵州岛附近。温度示踪解析区域地下水流动情况与地下水位分布情况基本一致,观测和计算地温数据具有较强相关性(R^2>0.50)和较低均方根误差(均值0.748),表明提出方法率定得到的地下水流速具有较强的可靠性。参数敏感性分析结果表明,地质体热扩散率和地表温度均对地温计算结果产生较明显的影响,参数的准确率定对利用地温计算地下水流速十分重要。 相似文献
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点状不良地质体钻孔雷达响应特征 ——围岩及充填效应正演分析 总被引：1，自引：0，他引：1
钻孔地质雷达探测是一种有效获取高分辨率深部岩体信息的井中地球物理方法。针对钻孔地质雷达探测工作中常见的空洞、岩溶和地下埋藏物等点状不良地质体,利用时域有限差分数值模拟方法,对岩土体内点状不良地质体围岩介质和充填状况进行了雷达响应正演研究,分析了这些点状不良地质体围岩介质和充填状况对钻孔地质雷达反射信号的影响。研究结果表明,围岩与空洞内充填物的相对介电常数相对值,决定着雷达反射剖面信号的强弱对比,介电常数相对值较大时,更易确定目标地质体的前、后部界面位置,而低阻围岩的雷达波信号大部分被围岩介质吸收,通过单孔反射方法几乎不可能探测到空洞的存在。通过反射信号强度和正负相反射特性及其强弱变化,可以定性地判断空洞内填充物质的性质。 相似文献
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大兴安岭地处季风气候的尾闾区,是一个研究全球变化的关键区域.但由于该地区古气候代用指标(树轮、孢粉、石笋等)获取比较困难,历史文献也缺乏,使得古气候研究受到了限制.本研究通过大兴安岭北部的漠河县满归镇附近一个厚88 cm的泥炭剖面的孢粉记录,根据831个表土样品的花粉数据和附近90个气象台站30年的地面观测数据,运用现代类比法( Modern Analogue Technique,简称MAT)重建了该地区过去2100年的年均温(Tann)、年降水量(Pann)、 1月均温(Tjan)和7月均温(Tjuly),结果表明Tann和Tjan的波动达到2. 4℃, Tjuly的波动为1. 7℃, Pann波动为28. 2 mm.该地区的气候变化分为3个阶段:阶段Ⅰ(150 BC^850 A.D.)温度和降水量相对较低,年均温比现代30年均值低约0. 5℃;阶段Ⅱ(850~1300 A.D.)以温度升高-降低的波动为特征,升温在1070~1170 A. D.期间最明显,年均温比现代 30 年平均值高 0. 2℃,这一时期相当于欧洲中世纪气候异常期( the Medieval Climate Anomaly,简称MCA);阶段Ⅲ(1300~2000 A.D.)早期(1300~1900 A.D.)以气温较低为特征,这一时期相当于小冰期(the Little Ice Age,简称LIA),年均温比现代30年平均值低0. 8℃,晚期(1900~2000 A.D.)呈现升温的趋势. 相似文献
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气候变化条件下青藏铁路沿线多年冻土概率预报(I):活动层厚度与地温 总被引：3，自引：3，他引：0
对1961-2100年IPCC气候模拟与预测结果进行降尺度处理,得到铁路沿线空间分辨率为1km、时间分辨率为1h的大气边界条件.对铁路和公路沿线钻孔资料在垂直和水平两个方向进行空间差值处理,得到水平1 km、垂直0.1m分辨率的沿线地下含水（冰）量的二维分布,作为初始条件.考虑气候模型预测误差和空间格网内地形的变化,以... 相似文献