资源环境科学怎样为提升气候变化研究水平做贡献

资源环境科学怎样为提升气候变化研究水平做贡献

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地貌演化对气候变化的影响：    自从人类拥有了在全球尺度上改变自身生存环境的能力，地球表层系统就进入了一个不同于以往的独特的发展阶段。在这样的背景下，地球科学研究就具有了双重的意义。一方面是为了探索地球系统本身的规律和奥秘，另一方面，也自然而然地承担起应对人类面临的人口、资源、环境问题的任务。因此，一方面踏实地进行基础理论研究是必须的，但同时，基础研究包含着对现实问题提出指导的可能性。这对于地学的研究者来说，既是一种责任，也是一种召唤。    第四纪是地球历史上与人类活动关系最为密切的一个纪，第四纪地质学的研究对象具有中等的时间尺度，也包含有一定厚度的地表圈层，因此为研究气候变化规律、人地相互作用历史提供了一个独特而不可忽视的立足点。“全球第四纪环境与地貌演化研究进展”这门课程，从气候变化研究与地貌研究两个方面为我们指出了第四纪的前沿方向。    全球气候变化的机理和效应，近年来日益受到人们重视。第四纪研究作为一种纯基础理论研究，也不可避免地在气候变化上投入相当多的关注，IPCC第一工作组的报告中关于古气候的一章，就是第四纪地质学对于全球气候变化研究的贡献。目前人类详细完整的气候记录最多追溯到三百年，然而气候变化却是多个时间尺度上过程的叠加，因此第四纪研究提供的素材和视角是具有不可替代性的。     Heinrich事件、D-O旋回等地质体中记录的快速气候变化事件，自从发现以来就受到人们的特别关注，因为它们与今天人类面对的气候变化具有相似性。快速气候变化研究对第四纪地质学研究指示了若干研究的前沿方向。第一，高时间分辨率的气候记录研究。王淑云博士所介绍的湖光岩玛珥湖，王先锋博士所介绍的石笋，都是高分辨率的古气候记录，而且他们的工作点都位于热带地区，填补了对低纬地区研究较少的相对空白。第二，是对气候变化中反馈机制的研究。多年气候研究的成果告诉我们，全球气候变化的机制绝不仅仅是简单的温室气体（二氧化碳、甲烷等）增加、温度升高和海平面升高，另外一些机制同样重要。例如大气中输送的粉尘，会成为水汽的凝结核从而大大影响太阳辐射的输入量，但具体能够影响到什么程度人们还不知道。第三，千年尺度气候变化启动机制的研究。目前主流的观点是，北大西洋底层水形成与温盐环流是快速气候变化的驱动力，然而也有观点认为启动点在于赤道地区或者南极地区。南北半球，高纬、低纬地区的气候记录对比，是推测气候变化启动和放大机制的重要依据。第四，生态系统对气候变化的响应和反馈机制。传统中人们最重视大气和陆地植被碳库，但是植被之下的土壤碳库在气候变化的条件下会是碳源还是碳汇也要结合地点具体分析。大众的注意力集中在化石燃料燃烧和植树造林上，但实际上土壤和海洋碳库才是地球表层系统中最大的碳库，它们的碳循环状况也需要得到充分重视。     对于现在公众高度关注的气候危机，我想用“不确定性”来描述可能比用“变暖”更加准确。气候变化造成的后果中，气候系统不稳定性甚至比海平面上升还要可怕。灾害性天气出现得更加频繁，例如05年袭击美国新奥尔良的飓风和08年袭击中国南方的冻雨。崔之久老师就指出，我们不应该只考虑变暖的可能性，也必须考虑变冷的可能性，以及应该如何应对。     地貌学主要探讨气候过程与构造活动对地表圈层产生的影响，具体说来就是关于各种地貌形态——冰川、冰缘、岩石的流水侵蚀、岩溶、河流、冲积扇和洪积扇等地貌类型的规律。崔之久老师对典型的地貌学研究有着深刻的总结：立足区域，广泛对比，查明分布，论证过程。这学期，杨景春老师、崔之久老师、莫多闻老师等极富经验的地貌学者所讲授的，就是这样典型的地貌研究：新构造地貌与地震、中国东部第四纪冰川问题、冲积扇与洪积扇研究，等等。     地貌与第四纪研究的时间尺度是基本相同的，但典型的第四纪古气候研究，与典型的地貌研究有着相当大的差别，古气候研究往往选取地表过程在时间上最简单、最均一的沉积环境，即可以忽略掉地貌过程复杂性的地点作为样点，通过测量沉积物的物理、化学、生物代用指标来得到古气候或者古生态的变化曲线。深海钻孔中有孔虫壳体氧同位素曲线的建立及其米兰科维奇理论的解释就是第四纪古气候学研究最典型的范式，中国黄土、极地冰芯乃至玛珥湖沉积、石笋的碳、氧同位素研究也与之非常类似。在我个人以往的观念中，这两种研究进路的差别非常大。但是这门课将两类研究放在一起，让我们看到了两类研究是环境演变与气候变化的不同方面，存在着千丝万缕的联系。