论文部分内容阅读
由中国南极科学考察(CHINARE)独立执行的中山站-Dome A冰盖断面(约沿77°E经度线)考察是国际横穿南极科学考察计划(ITASE)的重要组成部分,断面沿途经过兰伯特(Lambert)冰川东侧上游、甘布尔采夫(Gamburtsev)冰下山脉和冰盖最高点Dome A等南极科研热点区域,在极地雪冰过程、冰芯与气候环境变化等方面具有重要的科学研究意义,在国内外产生了广泛影响。我国自2008年至今连续开展断面科考任务,获得了断面上许多重要的表层雪、雪坑和浅冰芯样品和科研数据以及断面的气候气象数据等,为后续更深入的深冰芯研究工作提供数据支撑和科学依据。在中国第31次南极科学考察内陆冰盖考察期间,采集了中山站-Dome A断面上约10km间隔的表层雪样品,通过离子色谱实验分析,得出断面上海盐离子(Cl-、Na+、Mg2+)、硝酸根(NO3-)和含硫化合物(SO42-与MSA)的含量。在整个中山站-Dome A断面上,各离子浓度水平大小顺序为NO3->SO42->Cl->Na+>MSA>Mg2+。可溶性海盐离子Na+、Mg2+、Cl-之间具有显著的正相关关系(相关系数>0.92,p≤0.01,n=116),Na+与Cl-的含量表现出较强的线性关系([Cl-]=2.01[Na+]+16.60,R2=0.91,n=116),三种主要海盐离子来自共同的源,具有一致空间变化趋势,与距海岸距离和海拔间呈负相关关系,表现出指数递减趋势的特征。在中山站-domea断面上no3-离子含量与海拔高度和距海岸距离之间存在正相关关系,与温度和积累率之间存在负相关关系。断面上,nssso42-占so42-含量比例平均为95.0%,是so42-的主要组成部分,nssso42-和msa含量表现出随距海岸距离微弱的递减变化趋势,呈现出区域性变化趋势。在内陆高原区域(domea区域),nssso42-与msa存在较好的线性关系([msa]=0.1158×[nssso42-]-1.1497,r2=0.75,n=116)。msa/nssso42-比值在断面上的变化范围为0.04-0.47,均值为0.14,比值表现为沿海区域高于内陆区域,与低温条件下msa/nssso42-比值大相矛盾的原因是由于源区的不同或风场的原因造成的。通过对断面上含硫化合物的研究,填补了断面上硫化合物研究的空白区,为更进一步利用冰芯so42-与msa记录研究过去气候环境提供科学依据。中山站至domea断面是南极冰盖表层雪雪冰稳定同位素组成研究分析的理想区域,沿断面进行了δ18o、δd和d空间分布特征及其环境因子影响的研究,对东南极区域的气候环境变化和物质来源的研究具有重要意义。研究基于线性回归及相关性分析方法,详细探究了断面上表层中δ18o和δd与不同环境因子的空间分布关系。结果表明,δ18o与δd间相关性显著,线性关系为δd=7.4836δ18o-18.547(r2=0.995,n=116);在断面上δ18o、δd比率与距海岸距离、海拔和纬度间具有强烈的显著负相关性,海拔是地理因素中的主要影响因素,随海拔上升表层雪的δ18o呈线性下降趋势。温度与表层雪稳定同位素值线性关系显著,δ18O-T和δD-T斜率分别为0.96‰/℃和7.08‰/℃;断面上不同区域内δ18O-T斜率差别较大,引起这一差别的原因主要是水汽源区的不同或低温水汽过饱和条件下同位素动力分馏,此原因可作为南极冰盖不同区域δ-T差异的原因进行讨论分析。