通过对1996/1997年中国首次南极内陆冰盖考察地区——南极洲伊利莎白公主地区近300km断面上70余个雪坑的δ[18]O和积累率资料的分析,首次揭示了本地区气候变化特征。即无论是气温还是降水都从沿海向内陆递减,但两者的变化又有差异,具体表现在气温从沿海向内陆持续递减,降水先递增后递减,表现出很强的地段性。同时探讨了二者变化的影响因素和影响机制。
图1 中国首次南极内陆冰盖考察路线图 左下角小图表示考察区域在南极洲的位置 Fig.1Map showing the route of the Chinese FirstAntarctic Inland Traverse Expedition The little map in theleft down corner showing the investigating region inAntarctica 1 样品的采集、分析和积累率的测量 文章主要作者之一——李忠勤研究员参加了1996/1997年期间中国首次南极内陆冰盖考察,这一考察的主要目标是完成我国中山站至Dome A方向内陆近300km的科学考察任务(图1,从中山站至LGB65 处)。在考察途中,李忠勤研究员在近300km的断面上挖了70余个雪坑, 每个雪坑深50~60cm(根据本地区的积累率资料,50~60cm厚的雪层代表1~2年的积雪),每隔10cm取一个样,共计300余个样品。 样品封装在洁净的聚四氯乙烯广口瓶中,并在低温状态下运回中国科学院兰州冰川冻土研究所低温室冷存(-15℃),直到分析前才开启。 δ[18]O 的测试在中国科学院兰州冰川冻土研究所冰芯与寒区环境开放实验室完成。所有样品测试前均置于超净实验室使其自然融化,分析测试过程始终在超净环境下操作,测试过程中所用试验器皿的清洗以及标样的制备均采用去离子水(大于18.3MΩ)。δ[18]O 的测定在MAT-252气体质谱仪上进行, 测得的雪坑中氧稳定同位素的含量为与“标准平均大洋水(SMOW)”的千分差,其精度在±0.5‰之内。 另外,在考察途中,澳籍华人李军博士根据1995年插的花杆测量了沿途LGB72~LGB65(相当于考察途中52~272km地段)处1995~1996 年的积累率(为了对比,图2中同时绘出了1994年的积累率)。
图2 中国首次南极内陆冰盖考察LGB72至LGB65处积累率变化图 虚线表示1995~1996年积累率,其中细虚线为每2km实测值, 粗虚线为30km滑动平均值 实线表示1994年积累率, 其中细实线为每2km 实测值, 粗实线为30km滑动平均值 Fig.2 Accumulation profile from LGB72 to LGB65 measuredduring the Chinese First Antarctic Inland Traverse Expedition The measured accumulation at 2 km intervals (thin dashedline )and 30km smoothed accumulation (thick dashed line )for 1995~1996;The measured accumulation at 2 km intervals (thin solid line)and 30 km smoothed accumulation (thick solidline)for 1994 2 结果 为了验证在本地区用δ[18]O表示气温的可靠性, 本文用考察途中每晚23:00测量的气温与δ[18]O 的值做一比较(这里应该用考察途中的年均气温或冰盖10m深处的温度,但囿于资料缺乏, 以考察途中每天同一时间测量的气温代替),从图3中可以看出, 两者的变化表现出良好的相关性,加上前人的工作,我们认为,在本地区用δ[18]O 作为气温的代用指标是可靠的。因此,如果用δ[18]O表示气温, 用积累率表示降水,从图2和图3中可以看出,伊利莎白公主地区的气温和降水都表现出从沿海向内陆递减的趋势,在这一总变化趋势下,两者的变化又表现出一些差异,具体体现为:气温从沿海至内陆的变化很均匀,即气温向内陆方向持续下降,与此相反的是降水的变化却表现出很强的地段性,大致可以LT945(即考察途中145km处)分为两段,从沿海至LT945 段内,积累率逐渐增大,而从LT945至考察终点,积累率却逐渐减小。