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本文以国内外公开发表的各类文献为数据源,搜集整理有确切年代数据和温度数值的记录,建立全新世古气温记录数据集。该数据集收集的数据分别来自于从45条温度序列数字化得到的1271条定量温度记录和126条散点温度记录,利用CALIB程序将所有气温记录统一为日历年时间坐标系。全新世古气温数据在每个百年时间段都有分布,多数时间段古气温记录在10个以上。
提出采用单样本区域订正--多样本平均集成法,即将每个站点(区域)温度数据订正到全国或所在区域,再对同时段内的多个订正后的温度数据按照一定的层次关系进行平均,作为每个时段内的全国或区域温度重建结果。重建结果既可以使来自不同地区的温度记录相互比较减小误差,又弥补了重建高分辨率序列数据不足的弊端,保证了序列的连续性。据此方法重建了中国全新世百年分辨率的温度序列,东北、华北北部、中东部、东南和滇藏高原等5个分区200年分辨率温度序列,以及陕甘宁区、川黔桂区、新疆区200年分辨率的不连续温度序列。
重建的中国全新世百年分辨率温度集成序列与其它环境记录有诸多的可比性。重建温度序列与其它高分辨率环境记录在长尺度变化趋势上基本一致,冷暖事件发生时间上比较吻合。通过分析重建的中国全新世百年分辨率温度集成序列,得到以下结论:
(1)全新世期间中国的气温变化显著分为早、中、晚三个阶段。全新世初期至8800aBP是早全新世,气温较现代为低,气温变化表现为逐渐增长趋势。8800-3200aBP是中全新世,温度总体高于现代,属于全新世大暖期。全新世晚期是近3200aBP以来,气温总体较现代为低。全新世大暖期可进一步划分为四个阶段,8800-8000aBP为迅速升温阶段,气温由与现在持平升至高出现代2℃;8000-6000aBP为暖期鼎盛期,温度较现代高出2℃左右;6000-4000aBP总体温度高于现代1℃左右,但开始呈现下降趋势;4000-3200aBP是气温下降趋势中的一段短暂回暖期,温度较现代高出不到l℃。纵观全新世大暖期,升温迅速,而降温呈现明显的阶段性下降的特点。
(2)功率谱分析表明中国全新世气温变化的1100、700、500和200-250a周期非常显著且稳定。
(3)全新世期间的主要冷事件发生在11100、8200、6200、5600、4900、4000、2800、1800和400 aBP前后(小冰期),与前人根据冰川-冰缘地貌等得到的全新世冷事件发生时间基本对应;发生在大暖期的8200、5600、4900aBP的降温事件,温度大致由前期的高出现代1-2℃快速降至与现代持平的状态。小冰期也是全新世规模较大的一次冷期。
(4)东北、华北北部、中东部、东南和滇藏高原等5个分区序列也显示出全新世期间温度变化明显划分为早中晚三个阶段,变化趋势与全国序列基本一致。全新世期间东北地区和青藏高原区温度变化幅度较大,达6℃左右,暖期盛期温度较现代高3℃左右;华北北部区温度变化幅度在5℃左右,暖期盛期温度较现代高2℃左右;中东部区温度幅度在2.5℃左右,暖期盛期比现代高1℃左右;东南区变化幅度最小,暖期盛期仅比现代高0.5℃左右。